JP5614361B2 - Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product Download PDF

Info

Publication number
JP5614361B2
JP5614361B2 JP2011081717A JP2011081717A JP5614361B2 JP 5614361 B2 JP5614361 B2 JP 5614361B2 JP 2011081717 A JP2011081717 A JP 2011081717A JP 2011081717 A JP2011081717 A JP 2011081717A JP 5614361 B2 JP5614361 B2 JP 5614361B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
plate
shoulder
metal
metal plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011081717A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012213793A (en
Inventor
内田 光俊
光俊 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2011081717A priority Critical patent/JP5614361B2/en
Publication of JP2012213793A publication Critical patent/JP2012213793A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5614361B2 publication Critical patent/JP5614361B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

本発明は、重ね合わされた2枚の金属板にハイドロフォーム成形を行ってハイドロフォーム成形品を製造する方法および装置に関し、さらに詳しくは、重ね合わされた2枚の金属板の外周を全周にわたり溶接することにより2枚の金属板をシールしなくとも、膨出変形時のシール性を確保しながら、ハイドロフォーム成形を行ってハイドロフォーム成形品を高い生産効率で製造する方法および装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for producing a hydroformed product by performing hydroforming on two superposed metal plates, and more specifically, welding the outer circumferences of two superposed metal plates over the entire circumference. Thus, the present invention relates to a method and an apparatus for producing a hydrofoam molded article with high production efficiency by performing hydrofoam molding while ensuring sealing performance at the time of bulging deformation without sealing two metal plates.

周知のように、自動車や家電製品等に用いられる薄板の成形品には、金属板を素材とするプレス成形が多用される。しかし、金属板のプレス成形には、金型の角R部により成形される変形集中部で減肉や割れ等の成形不良が生じ易いとともにポンチ底部により成形される部分が変形し難く、成形可能な形状の自由度が低いことや、加工後のスプリングバックが不可避的に発生するので成形品の寸法精度を高めることが容易ではないことといった問題がある。   As is well known, press molding using a metal plate as a raw material is often used for a molded product of a thin plate used for automobiles, home appliances and the like. However, in press forming of metal plates, molding defects such as thinning and cracking are likely to occur at the deformation concentrated part formed by the corner R part of the mold, and the part formed by the punch bottom part is difficult to deform and can be formed. There is a problem that the degree of freedom of the shape is low, and the spring back after processing is inevitably generated, so that it is not easy to improve the dimensional accuracy of the molded product.

これに対し、ハイドロフォーム成形は、素材である管材または重ね合わされた2枚の金属板を上下一対の金型の内部に配置して型締めし、素材の内部に加圧された加工液を注入することによって素材を膨出変形させて素材を金型の内面に沿わせ、金型の内面形状に一致する外面形状を有する成形品を製造する。このため、ハイドロフォーム成形には、素材全体を膨出変形させるために部分的な減肉や割れ等を生じ難く、また膨出変形を利用するために殆どの部位が2軸引張状態で変形することから、プレス成形では成形不良を生じるような複雑な形状の成形も可能になることや、加工後のスプリングバックが少ないために成形品の寸法精度を高めることができることといった優れた特長がある。近年では、ハイドロフォーム成形は、金型数や工程数の削減により生産性の向上や製造コストの低減を図れることから、特に様々な自動車用部品の製造方法として提案されている。   On the other hand, in hydroforming, the pipe material that is the raw material or two superimposed metal plates are placed inside a pair of upper and lower molds, clamped, and pressurized working fluid is injected into the raw material. By doing so, the raw material is bulged and deformed so that the raw material is along the inner surface of the mold, and a molded product having an outer surface shape that matches the inner surface shape of the mold is manufactured. For this reason, in hydroforming, it is difficult to cause partial thinning or cracking in order to bulge and deform the entire material, and most parts are deformed in a biaxial tension state in order to utilize the bulging deformation. Therefore, the press molding has excellent features such that it is possible to mold a complicated shape that causes molding failure, and that the dimensional accuracy of the molded product can be increased because the spring back after processing is small. In recent years, hydroform molding has been proposed as a method for manufacturing various automotive parts in particular because it can improve productivity and reduce manufacturing costs by reducing the number of molds and processes.

ハイドロフォーム成形では、金型で挟持された重ね合わされた2枚の金属板の間に加工液を注入して加圧して成形するので、2枚の金属板の間から加工液が漏洩すると2枚の金属板の間に高圧を発生できないため、金属板を膨出変形させることができない。   In hydroform molding, machining fluid is injected between two metal plates that are sandwiched between molds and pressed to form, so when the machining fluid leaks between the two metal plates, Since a high pressure cannot be generated, the metal plate cannot be bulged and deformed.

例えば特許文献1には、2枚の金属板における膨出変形部を形成する部分の外周で2枚の金属板を溶接して2枚の金属板の間をシールしてから、2枚の金属板の間に加工液を注入することによって、加工液の漏洩を防止しながらハイドロフォーム成形品を製造する方法が開示されている。   For example, in Patent Document 1, two metal plates are welded on the outer periphery of a portion of the two metal plates that form the bulging deformation portion, and the gap between the two metal plates is sealed between the two metal plates. Disclosed is a method for producing a hydrofoam molded article by injecting a working fluid while preventing leakage of the working fluid.

しかし、2枚の金属板の溶接部にピンホール程度の微小な孔が存在するだけで、この孔から加工液が漏洩するために2枚の金属板の間に50MPa以上の高圧は発生することができない。このため、特許文献1により開示された方法を実施するには、溶接部の全長にわたって極めて高い信頼性で2枚の金属板を溶接する必要があり、量産品の製造法として適用することは容易ではない。また、特許文献1により開示された方法では、2枚の金属板同士が溶接された状態でこれら金属板を膨出変形させるため、2枚の金属板それぞれの膨出変形の程度が同程度でない場合には、膨出変形の程度が少ない金属板、すなわち線長の短い孔型を有する金型側に配置された金属板にしわが発生することから、製造可能な形状が相当制限される。   However, only a minute hole such as a pinhole exists in the welded portion of the two metal plates, and the machining fluid leaks from the hole, so that a high pressure of 50 MPa or more cannot be generated between the two metal plates. . For this reason, in order to carry out the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to weld two metal plates with extremely high reliability over the entire length of the welded portion, and it is easy to apply as a manufacturing method for mass-produced products. is not. Further, in the method disclosed in Patent Document 1, since the two metal plates are bulged and deformed in a state where the two metal plates are welded to each other, the degree of the bulging deformation of the two metal plates is not comparable. In this case, wrinkles are generated in the metal plate having a small degree of bulging deformation, that is, a metal plate arranged on the side of a mold having a hole type with a short line length, so that the shape that can be manufactured is considerably limited.

特許文献2には、金型に設けられた孔型の外周にその全周にわたりビードを形成し、このビードによって、溶接されずに重ね合わされた2枚の金属板の外周部を押圧することによって2枚の金属板をシールしながらハイドロフォーム成形する方法が開示されている。   In Patent Document 2, a bead is formed over the entire periphery of a hole mold provided in a mold, and the outer periphery of two metal plates stacked without being welded is pressed by this bead. A method of hydroforming while sealing two metal plates is disclosed.

特許文献2により開示された発明によれば、金型に設けられたビードによって加工液の漏洩をある程度は防止できるが、本発明者の検討結果によれば、2枚の金属板の間に負荷できる圧力は高々30〜50MPa程度であり、50MPa以上、特に100MPaを超えるような高圧を負荷することはできないため、やはり、成形可能な形状が相当制限される。   According to the invention disclosed in Patent Document 2, leakage of the machining fluid can be prevented to some extent by the bead provided in the mold, but according to the result of the study by the present inventor, the pressure that can be applied between the two metal plates Is at most about 30 to 50 MPa, and it is impossible to apply a high pressure of 50 MPa or more, particularly exceeding 100 MPa.

さらに、特許文献3や非特許文献1には、上下の金型の間をシールリングでシールするとともに、上金属板と上金型の板押さえ面との間、および、下金属板と下金型の板押さえ面との間にそれぞれシールリングを配設することによって2枚の金属板の間をシールして、2枚の金属板の間からの加工液の漏洩を、上金型−下金型間、上金型−上金属板間、さらには下金型−下金属板間で防止して、2枚の金属板の間の加工液を高圧にして2枚の金属板を膨出成形することによって、重ね合わされた2枚の金属板を溶接しなくとも、2枚の金属板の間に所望の圧力を与えてハイドロフォーム成形する方法が開示されている。   Further, in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1, the upper and lower molds are sealed with a seal ring, between the upper metal plate and the plate pressing surface of the upper mold, and between the lower metal plate and the lower mold. Sealing between the two metal plates by disposing a seal ring between each plate holding surface of the mold, and leakage of the processing liquid from between the two metal plates, between the upper mold and the lower mold, It is prevented between the upper mold and the upper metal plate, and further between the lower mold and the lower metal plate, and the two metal plates are bulged and formed by bulging and forming the high working fluid between the two metal plates. There is disclosed a method of hydroforming by applying a desired pressure between two metal plates without welding the two metal plates.

なお、非特許文献1により開示される通常のシールリングでは、高圧の加工液のシールを行うことは難しく、2枚の金属板の間に負荷できる圧力は40MPa程度であることから、特許文献3では、高圧をシールすることができる特殊なシールリングを用いることによって圧力を高めることとしている。   In addition, in the normal seal ring disclosed by Non-Patent Document 1, it is difficult to seal a high-pressure machining fluid, and the pressure that can be applied between two metal plates is about 40 MPa. The pressure is increased by using a special seal ring that can seal high pressure.

特開昭47―33864号公報JP-A-47-33864 特開2003−25022号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-25022 特開2008−119723号公報JP 2008-119723 A

Hydroforming of Tube, Extrusions, and Sheets Vol3(2003),p217-226Hydroforming of Tube, Extrusions, and Sheets Vol3 (2003), p217-226

特許文献3により開示された方法は、上金型と下金型との間をシールするとともに上下の金型と2枚の金属板との間もシールするため、以下に列記する課題を有する。   The method disclosed in Patent Document 3 has the following problems because it seals between the upper mold and the lower mold and also seals between the upper and lower molds and the two metal plates.

(a)歩留りが低下すること
金型の板押さえ面にシールリングを配置する必要があるため、製品形状より大きなフランジ部を金属板に設ける必要があり、歩留りが低下する。
(A) Reduction in yield Since it is necessary to dispose a seal ring on the plate holding surface of the mold, it is necessary to provide a flange portion larger than the product shape on the metal plate, resulting in a decrease in yield.

また、特許文献3により開示された特殊シールリングは形状が複雑であってその断面形状も大きい。また、シールリングにより金属板はシールされるが、シールリングは弾性体であるため、シールリングの反対面の金属板の表面に成形圧が加わり、金属板に凹みが生じる。外周側のシールリングにより形成されたこの凹み部分が、内周側のシールリングによるシール部まで伸長すると、内周側のシールリングを押さえ切れずにシール漏れが生じる。このため、上金型へのシールリングと下金型へのシールリングとの間の距離を十分確保する必要があり、この点からも、製品形状より大きなフランジ部を金属板に設ける必要があり、歩留りがさらに低下する。   Further, the special seal ring disclosed in Patent Document 3 has a complicated shape and a large cross-sectional shape. Further, although the metal plate is sealed by the seal ring, since the seal ring is an elastic body, a molding pressure is applied to the surface of the metal plate opposite to the seal ring, and a dent is generated in the metal plate. When this recessed portion formed by the outer peripheral side seal ring extends to the seal portion by the inner peripheral side seal ring, the inner peripheral side seal ring is not pressed down and seal leakage occurs. For this reason, it is necessary to secure a sufficient distance between the seal ring to the upper mold and the seal ring to the lower mold. From this point, it is necessary to provide a flange portion larger than the product shape on the metal plate. , The yield further decreases.

(b)高圧のシールのため、金型の加工精度、金型の高剛性、ブランクの板厚精度が要求されること
シールリングによりシールする場合、シールリング溝の近傍とブランクに隙間があると、高圧付与時に隙間からシールリングがはみ出してしまう。そのため、金型でブランクを挟持したとき、隙間がないようにしなければならず、金型の加工精度やブランクの板厚精度が低いと、不可避的に隙間が生じる。さらに、金型の剛性が低いと、成形圧力により金型が変形して隙間が生じる。そのため、高精度かつ高剛性の金型を製作し、公差の厳しいブランクを用いる必要を生じ、コストが嵩む。
(B) Because of high-pressure sealing, mold processing accuracy, high mold rigidity, and blank thickness accuracy are required. When sealing with a seal ring, there is a gap between the seal ring groove and the blank. When a high pressure is applied, the seal ring protrudes from the gap. For this reason, when a blank is sandwiched between molds, there must be no gap. If the mold processing accuracy or the blank thickness accuracy is low, a gap is inevitably generated. Furthermore, when the rigidity of the mold is low, the mold is deformed by the molding pressure and a gap is generated. Therefore, it is necessary to manufacture a highly accurate and highly rigid mold, and to use a blank with strict tolerance, which increases costs.

(c)フランジしわによりシール漏れを生じること
金属板の流入によりフランジしわが生じる場合、しわ部がシールリングに達すると、シールリングを密着して押圧することができなくなり、シール漏れを生じる。
(C) Seal leakage due to flange wrinkles When flange wrinkles occur due to the inflow of the metal plate, when the wrinkle portion reaches the seal ring, the seal ring cannot be pressed tightly and seal leakage occurs.

(d)フランジ部の板厚変化によりシール漏れを生じること
不均一なフランジ流入により、フランジ部に板厚が部分的に変化した場合、シールリングを密着して押圧することができなくなり、シール漏れを生じる。
(D) Seal leakage due to changes in the plate thickness of the flange portion If the plate thickness changes partially to the flange portion due to uneven flange inflow, the seal ring cannot be pressed tightly and seal leakage occurs. Produce.

(e)金属板の板厚が薄いとシール漏れを生じること
シールリングを用いる方法では、基本的に上下の金型間の隙間が2枚の金属板の板厚と同程度でなければ、シールリングを押圧することができないが、成形される金属板の板厚は、一定ではなく成形品の仕様に応じて変動するため、薄い金属板を用いる場合、シール漏れを生じる。
(E) Seal leakage will occur if the metal plate is thin. In the method using a seal ring, if the gap between the upper and lower molds is basically not the same as the thickness of the two metal plates, sealing will occur. Although the ring cannot be pressed, the plate thickness of the metal plate to be formed is not constant and varies depending on the specifications of the molded product. Therefore, when a thin metal plate is used, seal leakage occurs.

(f)曲面形状のフランジ面に対応したシールリングの製作が難しいこと
大型のシールリングとして一般的な旋盤切削加工やひも状シールリング素材の両端接着で作られたシールリングを、複雑な製品形状に応じたシールリング溝にはめ込むと、曲げ変形により断面形状が変化するため、適用できない。そのため、ブロックからの3次元切削加工や、専用の金型を製作して加硫成型で製作する必要がある。しかしながら、ゴム等のシールリング素材の切削加工は難しく、加硫成型は熱処理時の変形があるため、大型品の高精度な成形は困難である。
(F) It is difficult to manufacture a seal ring corresponding to a curved flange surface. A large ring with a complicated product shape is produced by turning a general lathe or by bonding both ends of a string-like seal ring material. If it fits into a seal ring groove according to the above, it cannot be applied because the cross-sectional shape changes due to bending deformation. Therefore, it is necessary to manufacture by three-dimensional cutting from the block, or manufacturing a dedicated mold and vulcanization molding. However, it is difficult to cut a seal ring material such as rubber, and vulcanization molding has deformation during heat treatment, so it is difficult to mold large-sized products with high accuracy.

さらに、シールリングを取り付けるフランジ面が曲面の場合、シール溝も3次元形状となり、その形状に応じたシールリングの製作はきわめて困難であるだけでなく、高圧のシールに必要な精度が得られない。   Furthermore, when the flange surface to which the seal ring is attached is a curved surface, the seal groove also has a three-dimensional shape. Not only is it very difficult to produce a seal ring according to the shape, but the accuracy required for high-pressure sealing cannot be obtained. .

(g)上金型へのシールリングの装着が難しいこと
上金型にシールリングを配置するためには、一般的には、脱落防止のためにシールリングを接着する必要があるが、シールリングは消耗品であり交換する必要があるので、接着すると交換が容易でない。そもそも、特許文献3に開示されたシールリングは、接着して使用するものではないため、ハイドロフォーム成形には適用できないおそれがある。
(G) It is difficult to attach the seal ring to the upper mold. In order to place the seal ring on the upper mold, it is generally necessary to bond the seal ring to prevent it from falling off. Is a consumable and needs to be replaced, so it is not easy to replace it after bonding. In the first place, since the seal ring disclosed in Patent Document 3 is not used by bonding, it may not be applicable to hydroforming.

(h)成形性が低下すること
金属板は、シールリングの内側において加工液の液圧を受けるため、板押さえ部において金型との摩擦のために、フランジが流入し難くなり、成形性が低下する。
(H) Formability is reduced Since the metal plate receives the hydraulic pressure of the machining fluid inside the seal ring, the flange is difficult to flow in due to friction with the mold at the plate pressing portion, and the moldability is reduced. descend.

本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、重ね合わされた2枚の金属板の外周を全周にわたり溶接しなくとも膨出成形時のシール性を十分に確保しながら従来よりも優れた成形性でハイドロフォーム加工を行って、ハイドロフォーム成形品を高い生産効率で製造する方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and with a simple configuration, sufficiently secures sealing properties during bulging without having to weld the outer circumferences of two superimposed metal plates over the entire circumference. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing a hydrofoam molded product with high production efficiency by performing hydrofoam processing with a moldability superior to that of the prior art.

ハイドロフォーム成形では、上下一対の金型間をシールして重ね合わされた2枚の鋼板の間に加工液を注入すれば、上金型に設けられた孔型の内部で一方の鋼板は膨出変形するとともに、下金型に設けられた孔型の内部で他方の鋼板は膨出変形する。この際、上下の金型それぞれの板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部に鋼板との接触面圧が集中する。   In hydroforming, if a working fluid is injected between two steel plates that are overlapped with a pair of upper and lower molds sealed, one steel plate swells inside the hole mold provided in the upper mold. While deforming, the other steel plate bulges and deforms inside the hole mold provided in the lower mold. At this time, the contact surface pressure with the steel plate concentrates on the mold shoulder R portion formed in a curved surface continuously on the plate pressing surfaces of the upper and lower molds.

本発明者は、このハイドロフォーム成形の工程を詳細に検討した結果、上記接触面圧が、加工液の成形圧力よりも高い状態を、膨出変形の全ての時間において維持することができれば、2枚の鋼板は膨出変形の全ての時間において金型肩R部によりシールされ、加工液が鋼板と金型との間から漏洩しなくなり、重ね合わされた2枚の鋼板の間を例えば溶接等によりシール溶接しなくとも、簡単な構成により、膨出変形時のシール性を十分に確保しながら、従来よりも優れた成形性でハイドロフォーム加工を行って、ハイドロフォーム成形品を高い生産効率で製造することが可能になることを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。   As a result of examining the hydroforming molding process in detail, the inventor can maintain a state in which the contact surface pressure is higher than the molding pressure of the working fluid at all times of bulging deformation. The steel plates are sealed by the mold shoulder R at all times of bulging deformation, so that the working fluid does not leak from between the steel plates and the mold, and the two steel plates that are overlapped, for example, by welding Even without seal welding, a simple configuration ensures sufficient sealing performance during bulging deformation, while hydroforming is performed with better formability than before to produce hydroformed molded products with high production efficiency As a result, the present invention has been completed.

本発明は、重ね合わされた2枚の金属板のうち一方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、この板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第1の金型と、2枚の金属板のうちの他方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、この板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第2の金型とを用いて、2枚の金属板を板押さえ面それぞれによって挟持する第1の工程と、2枚の金属板の間であってハイドロフォーム成形による膨出変形部を形成する部分に加工液を供給することによって、2枚の金属板をいずれも膨出変形させ、一方の金属板を第1の金型の孔型の内面に沿わせるとともに他方の金属板を第2の金型の孔型の内面に沿わせることにより、一方の金属板を素材とする第1のハイドロフォーム成形品および他方の金属板を素材とする第2のハイドロフォーム成形品を製造する第2の工程とを備えるハイドロフォーム成形品の製造方法において、重ね合わされた2枚の金属板の間はシールされないとともに、第1の金型および第2の金型はそれぞれの板押さえ面の外側でシールされ、かつ、第2工程では、第1の金型の金型肩R部と一方の金属板との接触面圧がこの金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、第1の金型の金型肩R部を一方の金属板に接触させるとともに、第2の金型の金型肩R部と他方の金属板との接触面圧がこの金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、第2の金型の金型肩R部を他方の金属板に接触させることを特徴とするハイドロフォーム成形品の製造方法である。   The present invention includes a plate pressing surface that presses one of the two stacked metal plates in the plate thickness direction, and a mold shoulder R portion formed in a curved surface continuously from the plate pressing surface. A first metal mold that is partially formed and has a hole mold that has the same inner shape as the outer shape of a hydroform molded product by hydroforming, and the other metal of the two metal plates A part is formed by a plate pressing surface that presses the plate in the plate thickness direction, and a mold shoulder R portion formed in a curved shape continuously with the plate pressing surface, and a hydroforming molded product by hydroforming The first step of sandwiching the two metal plates by the plate pressing surfaces using a second mold having a hole mold having the same inner shape as the outer shape, and between the two metal plates For hydroforming By supplying a working fluid to the portion that forms the bulging deformation portion, both of the two metal plates are bulged and deformed, and one of the metal plates is aligned with the inner surface of the hole mold of the first mold. By placing the other metal plate along the inner surface of the hole mold of the second mold, a first hydroform product using one metal plate as a material and a second hydroform using the other metal plate as a material And a second step of manufacturing a molded article, wherein the two metal plates that are overlaid are not sealed, and the first mold and the second mold are respectively pressed against each other. In the second step, the contact surface pressure between the mold shoulder R portion of the first mold and one metal plate is at least expanded over the entire circumference of the mold shoulder R portion. At all times of deformation The mold shoulder R portion of the first mold is brought into contact with one metal plate so as to be higher than the pressure of the machining fluid supplied between the metal plates, and the mold shoulder R portion of the second mold is The contact surface pressure with the other metal plate is higher than the pressure of the working fluid supplied between the two metal plates over the entire circumference of the mold shoulder R and at least during the entire bulging deformation. A method for producing a hydroform molded article, characterized in that the mold shoulder R portion of the second mold is brought into contact with the other metal plate.

この本発明に係る製造方法では、金型肩R部の曲率半径が、その全周にわたって下記(1)式:1<ρ/t<7.5により規定される関係を満足することが望ましい。ただし、ρは金型肩R部の曲率半径(mm)であるとともに、tは金型肩R部と当接する金属板の板厚(mm)である。   In the manufacturing method according to the present invention, it is desirable that the radius of curvature of the mold shoulder R portion satisfy the relationship defined by the following formula (1): 1 <ρ / t <7.5 over the entire circumference. Here, ρ is the radius of curvature (mm) of the mold shoulder R portion, and t is the thickness (mm) of the metal plate in contact with the mold shoulder R portion.

これらの本発明に係る製造方法では、一対の金型は、いずれも、流入中に流入直角方向に有意の伸び縮みを生じない部位(より具体的には、伸びフランジ変形、縮みフランジ変形が殆ど生じない部位を示し、以後「金属板が流入し易い部位」という)の板押さえ面に配置された金属板流入抵抗手段を備えることが望ましい。   In these manufacturing methods according to the present invention, each of the pair of molds is a portion where there is no significant expansion or contraction in the direction perpendicular to the inflow direction during the inflow (more specifically, the expansion flange deformation and the contraction flange deformation are hardly caused. It is desirable to provide metal plate inflow resistance means disposed on the plate pressing surface of a portion that does not occur and is hereinafter referred to as a “portion where the metal plate easily flows”.

伸びフランジ変形、縮みフランジ変形が殆ど生じない部位とは、成形中にフランジの外周部が殆ど塑性変形しない部位を意味し、換言すれば、フランジの外周縁部の肉厚が殆ど減肉も増肉もしない部位のことであり、具体的には、フランジ外周縁部の板厚変化率(成形前の板厚に対する成形後の板厚の変化の比)の大きさが1%以下である部位である。   The part where stretch flange deformation and contraction flange deformation hardly occur means a part where the outer peripheral part of the flange hardly undergoes plastic deformation during molding, in other words, the thickness of the outer peripheral edge of the flange is almost increased. It is a part that does not have any thickness, and specifically, a part where the thickness change rate (ratio of change in thickness after molding to thickness before molding) of the flange outer peripheral edge is 1% or less. It is.

別の観点からは、本発明は、重ね合わされた2枚の金属板のうち一方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、この板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第1の金型と、2枚の金属板のうちの他方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、この板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第2の金型とを備え、板押さえ面それぞれによって挟持された2枚の金属板の間であってハイドロフォーム成形による膨出変形部を形成する部分に加工液を供給することによって、2枚の金属板をいずれも膨出変形させ、一方の金属板を第1の金型の孔型の内面に沿わせるとともに他方の金属板を第2の金型の孔型の内面に沿わせることにより、一方の金属板を素材とする第1のハイドロフォーム成形品および他方の金属板を素材とする第2のハイドロフォーム成形品を製造するハイドロフォーム成形品の製造装置であって、第1の金型および第2の金型はそれぞれの板押さえ面の外側でシールされること、および、第1の金型の金型肩R部は、一方の金属板との接触面圧がこの金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、一方の金属板に接触するシール部であるとともに、第2の金型の金型肩R部は、他方の金属板との接触面圧がこの金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、他方の金属板に接触するシール部であることを特徴とするハイドロフォーム成形品の製造装置である。   From another point of view, the present invention is formed in a curved surface continuously with the plate pressing surface for pressing one metal plate in the thickness direction of the two stacked metal plates, and the plate pressing surface. A first mold having a part formed by the mold shoulder R portion and having a hole mold having the same inner shape as the outer shape of the hydroformed product by hydroforming, and two metal plates A part is formed by a plate pressing surface for pressing the other metal plate in the plate thickness direction, and a mold shoulder R portion formed in a curved shape continuously to the plate pressing surface, and hydroform molding. And a second mold having a hole mold having the same outer shape as the outer shape of the hydroform molded product, and between the two metal plates sandwiched by the plate pressing surfaces and by hydroforming Bulge deformation By supplying the machining fluid to the part forming the two metal plates, both of the two metal plates are bulged and deformed so that one metal plate is placed along the inner surface of the hole mold of the first mold and the other metal plate is A first hydroform molded product made from one metal plate and a second hydrofoam molded product made from the other metal plate are manufactured by being along the inner surface of the hole mold of the second mold. An apparatus for manufacturing a hydroform molded product, wherein the first mold and the second mold are sealed on the outside of each plate pressing surface, and the mold shoulder R portion of the first mold is The contact surface pressure with one of the metal plates is higher than the pressure of the working fluid supplied between the two metal plates over the entire circumference of the mold shoulder R and at least all the time of the bulging deformation. Is a seal part that contacts one metal plate In both cases, the mold shoulder R portion of the second mold has two contact surface pressures with the other metal plate over the entire circumference of the mold shoulder R portion and at least at all times of bulging deformation. An apparatus for manufacturing a hydroform molded product, which is a seal portion that comes into contact with the other metal plate so as to be higher than the pressure of the working fluid supplied between the metal plates.

この本発明に係る製造装置では、第1の金型の金型肩R部の曲率半径、および第2の金型の金型肩R部の曲率半径は、いずれも、その全周にわたって上記(1)式により規定される関係を満足することが望ましい。   In the manufacturing apparatus according to the present invention, the radius of curvature of the mold shoulder R portion of the first mold and the radius of curvature of the mold shoulder R portion of the second mold are both the above ( It is desirable to satisfy the relationship defined by equation (1).

本発明によれば、重ね合わされた2枚の金属板の間はシールしなくても、加工液の漏洩を防止して高圧を付与して金属板を膨出成形することができる。
また、本発明によれば、第1の孔型および第2の孔型それぞれの内面形状が大きく異なる場合であっても、それぞれの内面形状と同一の外面形状を有する第1のハイドロフォーム成形品および第2のハイドロフォーム成形品を製造することができるので、優れた生産性とコスト低減を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to bulge and form a metal plate by preventing leakage of the working fluid and applying a high pressure without sealing between the two metal plates stacked.
Further, according to the present invention, the first hydroform molded product having the same outer surface shape as the inner surface shape even when the inner surface shapes of the first hole mold and the second hole mold are greatly different. And since the 2nd hydrofoam molded product can be manufactured, the outstanding productivity and cost reduction can be aimed at.

さらに、従来の金属板のハイドロフォーム成形品よりも小さなブランクを用いることができるので、歩留りの向上や成形品の軽量化を図ることもできる。   Furthermore, since a blank smaller than a conventional hydroformed molded product of a metal plate can be used, the yield can be improved and the molded product can be reduced in weight.

図1は、本発明に係る製造装置の構成を、透視状態でかつ一部を簡略化して示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a manufacturing apparatus according to the present invention in a transparent state and partially simplified. 図2(a)〜図2(f)は、第1工程および第2工程において、二枚の鋼板の間の膨出変形部を形成する部分に、加工液を注入した場合における、中央断面での二枚の鋼板の変形挙動を模式的に示す説明図である。2 (a) to 2 (f) are central cross sections in the case where the working fluid is injected into the portion forming the bulging deformed portion between the two steel plates in the first step and the second step. It is explanatory drawing which shows typically the deformation | transformation behavior of these two steel plates. 図3は、成形時の成形圧力、金型肩R部の面圧、および中央断面でのフランジ端の流入量を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the molding pressure at the time of molding, the surface pressure of the mold shoulder R portion, and the inflow amount of the flange end in the central section. 図4は、金型肩R部の曲率半径ρが3、6、12mmmである時の面圧挙動を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the surface pressure behavior when the radius of curvature ρ of the mold shoulder R is 3, 6, or 12 mm. 図5は、金型肩R部の曲率半径ρの鋼板4、5の板厚tに対する比率と成形圧力低下時の余裕圧力との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ratio of the radius of curvature ρ of the mold shoulder R portion to the thickness t of the steel plates 4 and 5 and the margin pressure when the forming pressure is reduced. 図6は従来のシールリングを用いた鋼板と金型間のシールを示す説明図であり、図6(a)は板押さえ面間の隙間が、2枚の鋼板の板厚と等しい場合を示し、図6(b)は板押さえ面間の隙間が、2枚の鋼板の板厚と異なる場合を示す。FIG. 6 is an explanatory view showing a seal between a steel plate and a mold using a conventional seal ring, and FIG. 6 (a) shows a case where the gap between the plate pressing surfaces is equal to the plate thickness of the two steel plates. FIG. 6B shows a case where the gap between the plate pressing surfaces is different from the thickness of the two steel plates. 図7は本発明のシールリングを用いない鋼板と金型間のシールを示す説明図であり、図7(a)は板押さえ面間の隙間が、2枚の鋼板の板厚と等しい場合を示し、図7(b)は板押さえ面間の隙間が、2枚の鋼板の板厚と異なる場合を示す。FIG. 7 is an explanatory view showing a seal between a steel plate and a mold not using the seal ring of the present invention. FIG. 7 (a) shows a case where the gap between the plate pressing surfaces is equal to the plate thickness of the two steel plates. FIG. 7B shows a case where the gap between the plate pressing surfaces is different from the plate thickness of the two steel plates. 図8(a)は実施例1で用いる孔型の上面図であり、図8(b)はこの孔型の横断面図であり、図8(c)はこの孔型の縦断面図である。FIG. 8A is a top view of the hole mold used in Example 1, FIG. 8B is a cross-sectional view of this hole mold, and FIG. 8C is a vertical cross-sectional view of this hole mold. . 図9(a)は実施例4で用いる孔型の上面図であり、図9(b)はこの孔型の横断面図であり、図9(c)はこの孔型の縦断面図である。FIG. 9A is a top view of a hole mold used in Example 4, FIG. 9B is a cross-sectional view of this hole mold, and FIG. 9C is a vertical cross-sectional view of this hole mold. . 図10は、実施例2で用いる2枚の鋼板の形状を示す説明図であり、図10(a)は上板であり、図10(b)は下板である。FIG. 10 is an explanatory view showing the shapes of two steel plates used in Example 2, in which FIG. 10 (a) is an upper plate and FIG. 10 (b) is a lower plate. 図11は、980MPa、板厚1.2mmの鋼板を実施例1により成形した2つの成形品の断面図であり、成形品の長手方向のスプリングバックを説明する長手方向断面形状説明図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of two molded products obtained by forming a steel plate having a thickness of 980 MPa and a thickness of 1.2 mm according to Example 1, and is a longitudinal cross-sectional shape explanatory diagram illustrating a spring back in the longitudinal direction of the molded product. 図12(a)は、実施例5で用いるかしめ工具のダイスを示す説明図であり、図12(b)は金型に配置されたかしめ工具を示す断面図である。Fig.12 (a) is explanatory drawing which shows the die | dye of the crimping tool used in Example 5, FIG.12 (b) is sectional drawing which shows the crimping tool arrange | positioned at a metal mold | die.

本発明を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。以降の説明では、金属板が鋼板である場合を例にとるが、本発明は鋼板以外の金属板に対しても同様に適用される。   The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the case where the metal plate is a steel plate is taken as an example, but the present invention is similarly applied to a metal plate other than the steel plate.

1.本発明に係るハイドロフォーム成形品の製造装置
図1は、本発明に係る製造装置1の構成を、透視状態でかつ一部を簡略化して示す斜視図である。
1. Manufacturing apparatus for hydroformed product according to the present invention FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a manufacturing apparatus 1 according to the present invention in a transparent state and partially simplified.

製造装置1は、一対の第1の金型2および第2の金型3を備える。金型2は上金型であり、金型3は下金型である。
金型2は、板押さえ面2aと孔型2bとを有する。板押さえ面2aは、膨出変形部を形成する部分4a、5aの周囲をシールされずに重ね合わされた2枚の鋼板4、5のうちの上に位置する一方の鋼板4をその板厚方向へ押さえる。孔型2bは、ハイドロフォーム成形による第1のハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状(内面)2cを有する。孔型2bは、その一部を、板押さえ面2aに連続して曲面状に形成された金型肩R部2dにより形成される。
The manufacturing apparatus 1 includes a pair of a first mold 2 and a second mold 3. The mold 2 is an upper mold, and the mold 3 is a lower mold.
The mold 2 has a plate pressing surface 2a and a hole mold 2b. The plate pressing surface 2a is a plate thickness direction of one steel plate 4 positioned above the two steel plates 4 and 5 that are stacked without being sealed around the portions 4a and 5a that form the bulging deformed portion. Hold down. The hole mold 2b has the same inner shape (inner surface) 2c as the outer shape of the first hydrofoam molded product by hydroforming. A part of the hole mold 2b is formed by a mold shoulder R portion 2d formed in a curved shape continuously to the plate pressing surface 2a.

一方、金型3は、板押さえ面3aと孔型3bとを有する。板押さえ面3aは、重ね合わされた2枚の鋼板4、5のうちの下に位置する他方の鋼板5をその板厚方向へ押さえる。孔型3bは、ハイドロフォーム成形による第2のハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状(内面)3cを有する。孔型3bは、その一部を、板押さえ面3aに連続して曲面状に形成された金型肩R部3dにより形成される。   On the other hand, the mold 3 has a plate pressing surface 3a and a hole mold 3b. The plate pressing surface 3a presses the other steel plate 5 positioned below the stacked two steel plates 4, 5 in the plate thickness direction. The hole mold 3b has the same inner shape (inner surface) 3c as the outer shape of the second hydroformed product by hydroforming. A part of the hole mold 3b is formed by a mold shoulder R portion 3d formed in a curved shape continuously to the plate pressing surface 3a.

孔型2bの内面2cの形状と、孔型3bの内面3cの形状とは、大幅に異なっていてもよい。このため、製造装置1によれば、大幅に異なる外面形状の第1のハイドロフォーム成形品および第2のハイドロフォーム成形品を同時に製造したり、あるいは、同一の外面形状を有する第1のハイドロフォーム成形品および第2のハイドロフォーム成形品を同時に製造することが可能である。   The shape of the inner surface 2c of the hole mold 2b and the shape of the inner surface 3c of the hole mold 3b may be significantly different. For this reason, according to the manufacturing apparatus 1, the first hydroform molded product and the second hydrofoam molded product having substantially different outer surface shapes can be manufactured at the same time, or the first hydroform having the same outer surface shape. The molded product and the second hydrofoam molded product can be manufactured at the same time.

製造装置1は、金型3に形成された加工液注入口3eに接続された図示しない加工液供給装置から、2枚の鋼板4、5の間であってハイドロフォーム成形による膨出変形部を形成する部分4a、5aに加工液を供給することによって、2枚の鋼板4、5を膨出変形させて、鋼板4を金型2の内面2cに沿わせることにより第1のハイドロフォーム成形品を製造するとともに、鋼板5を金型3の内面3cに沿わせることにより第2のハイドロフォーム成形品を製造する。   The manufacturing apparatus 1 has a bulging deformed portion formed by hydroform molding between two steel plates 4 and 5 from a machining liquid supply device (not shown) connected to a machining liquid inlet 3e formed in the mold 3. By supplying a working fluid to the portions 4a and 5a to be formed, the two steel plates 4 and 5 are swelled and deformed, and the steel plate 4 is moved along the inner surface 2c of the mold 2 to thereby form a first hydroform molded product. And a second hydroformed product is manufactured by bringing the steel plate 5 along the inner surface 3 c of the mold 3.

金型2、3は、板押さえ面2a、3aの外側に配置されたシール手段7によりシールされる。金型2と金型3はインローとなっており、金型3の縦壁に設けられたシールリング溝7aにシールリング7cが配置される。   The molds 2 and 3 are sealed by sealing means 7 disposed outside the plate pressing surfaces 2a and 3a. The mold 2 and the mold 3 are inlays, and a seal ring 7 c is disposed in a seal ring groove 7 a provided on the vertical wall of the mold 3.

シール手段7は本構成に限定されるものではなく、平面同士をシールする通常のバックアップリングを伴ったシールリングを用いてもよい。鋼板4、5との摺動等の問題もなく、平面同士のシールであれば、高圧といえどもシールは容易である。   The seal means 7 is not limited to this configuration, and a seal ring with a normal backup ring that seals flat surfaces may be used. If there is no problem such as sliding with the steel plates 4 and 5 and the seals are flat, sealing is easy even at high pressure.

鋼板4、5の板厚に応じて、スペーサ8が配置され、上下の金型2、3の板押さえ面2a、3aの隙間が調整される。特に板厚の変更がない場合は、スペーサを省略し、板厚に応じた金型寸法とすればよい。   Spacers 8 are arranged according to the plate thickness of the steel plates 4 and 5, and the gaps between the plate pressing surfaces 2a and 3a of the upper and lower molds 2 and 3 are adjusted. In particular, when there is no change in the plate thickness, the spacers may be omitted and the mold dimensions may be set according to the plate thickness.

さらに、第1の金型2の金型肩R部2dは、鋼板4との接触面圧がこの金型肩R部2dの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、鋼板4、5の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、鋼板4に接触するシール部である。また、第2の金型の金型肩R部3dは、鋼板5との接触面圧がこの金型肩R部3dの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、鋼板4、5の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、鋼板5に接触するシール部である。   Furthermore, the mold shoulder R portion 2d of the first mold 2 has a contact surface pressure with the steel plate 4 over the entire circumference of the mold shoulder R portion 2d and at least during all times of bulging deformation. 5 is a seal portion that comes into contact with the steel plate 4 so as to be higher than the pressure of the working fluid supplied between the two. Further, the mold shoulder R portion 3d of the second mold has the contact surface pressure with the steel plate 5 over the entire circumference of the mold shoulder R portion 3d and at least all the time of the bulging deformation, 5 is a seal portion that comes into contact with the steel plate 5 so as to be higher than the pressure of the working fluid supplied between the two.

金型肩R部2d、3dの曲率半径ρ(mm)が、その全周にわたって、(1)式:0.1<ρ/t<7.5(ただし、t(mm)は、金型肩R部2d、3dと当接する鋼板4、5の板厚(mm)である)により規定される関係を満足することが望ましい。ρ/tが0.1以下であると、シャープエッジとなり、鋼板がせん断される場合があり、ρ/tが7.5以上であると、シールもれの危険があるからである、さらに、ショックマークの発生を防止するためρ/tは、1以上であること、また、十分な面圧を確保するため4以下であることがより望ましい。   The radius of curvature ρ (mm) of the mold shoulder R portions 2d and 3d is expressed by the following equation (1): 0.1 <ρ / t <7.5 (where t (mm) is the mold shoulder. It is desirable to satisfy the relationship defined by the thickness (mm) of the steel plates 4 and 5 in contact with the R portions 2d and 3d. If ρ / t is 0.1 or less, a sharp edge may be formed, and the steel sheet may be sheared. If ρ / t is 7.5 or more, there is a risk of seal leakage. In order to prevent the occurrence of shock marks, ρ / t is preferably 1 or more, and more preferably 4 or less in order to ensure a sufficient surface pressure.

金型肩R部2d、3dは、断面が単一Rでもよく、あるいは曲率半径が連続的に変化してもよい。本発明での金型肩R部2d、3dの曲率半径とは、金型肩R部2d、3dの断面で曲率の最も大きな曲率半径を意味する。シールに最も寄与するのは最大の曲率部であるからである。   The mold shoulder R portions 2d and 3d may have a single R cross section, or the radius of curvature may change continuously. The radius of curvature of the mold shoulder R portions 2d and 3d in the present invention means the radius of curvature having the largest curvature in the cross section of the mold shoulder R portions 2d and 3d. This is because the largest curvature part contributes most to the seal.

これにより、金型2における金型肩R部2dと鋼板4との接触面圧が、金型肩R部2dの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、加工液の圧力より高くなるとともに、金型3における金型肩R部3dと鋼板5との接触面圧が、金型肩R部3dの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、加工液の圧力より高くなる。   As a result, the contact surface pressure between the mold shoulder R portion 2d and the steel plate 4 in the mold 2 is more than the pressure of the working fluid over the entire circumference of the mold shoulder R portion 2d and at least all the time of bulging deformation. The contact pressure between the mold shoulder R portion 3d and the steel plate 5 in the mold 3 is increased over the entire circumference of the mold shoulder R portion 3d and at least all the time of the bulging deformation. Get higher.

なお、金型2の孔型2bと金型3の孔型3bとには、板プレス成形と同様に、それぞれ、エア抜き穴2f、3fを設けることが望ましい。板プレス成形ではパンチ底に、通常の鋼板のハイドロフォーム成形では最後に膨出する孔型底の角部に、それぞれエア抜き孔を設けるが、本発明に係る製造装置1では、フランジのオーバーランした部位が最後に押し戻される成形が最後となるため、直片部の金型肩R部2dの近傍にエア抜き孔2fを設けるとともに、金型肩R部3dの近傍にエア抜き孔3fを設けることが望ましい。なお、エア抜き孔3fは、エア抜き孔2fと同様に配置されているが、図1では図面を判読し易くするために省略してある。   In addition, it is desirable to provide air vent holes 2f and 3f in the hole mold 2b of the mold 2 and the hole mold 3b of the mold 3 as in the plate press molding. Air punching holes are provided at the bottom of the punch in plate press forming, and at the corner of the bottom of the hole mold that finally swells in hydroforming of a normal steel plate. In the manufacturing apparatus 1 according to the present invention, an overrun of the flange is provided. Therefore, the air vent hole 2f is provided in the vicinity of the mold shoulder R portion 2d, and the air vent hole 3f is provided in the vicinity of the mold shoulder R portion 3d. It is desirable. The air vent 3f is arranged in the same manner as the air vent 2f, but is omitted in FIG. 1 for easy reading of the drawing.

本発明に係る製造装置1の上記以外の構成は、公知のハイドロフォーム成形品の製造装置と同様であればよく、これらについては当業者にとっては周知慣用であるので、これ以上の説明は省略する。   The configuration of the manufacturing apparatus 1 according to the present invention other than the above may be the same as that of a known hydroform molded product manufacturing apparatus, and these are well-known and commonly used by those skilled in the art, and thus further description is omitted. .

本発明に係る製造装置1は、以上のように構成される。次に、本発明に係る製造方法を説明する。   The manufacturing apparatus 1 according to the present invention is configured as described above. Next, the manufacturing method according to the present invention will be described.

2.本発明に係るハイドロフォーム成形品の製造方法
本発明においても先行技術と同様に、
第1工程:重ね合わされた2枚の鋼板4、5を、金型2の板押さえ面2aと金型3の板押さえ面3aとによって挟持する。
第2工程:2枚の鋼板4、5の間であって膨出変形部を形成する部分4a、5aに加工液注入口3eから加工液を供給することによって、2枚の鋼板4、5を膨出変形させて、鋼板4を金型2の内面2cに沿わせるとともに鋼板5を金型3の内面3cに沿わせることにより、ハイドロフォーム成形品を製造する。
2. In the present invention, as in the prior art, the method for producing a hydrofoam molded article according to the present invention,
First step: The two stacked steel plates 4 and 5 are sandwiched between the plate pressing surface 2 a of the mold 2 and the plate pressing surface 3 a of the mold 3.
Second step: By supplying the processing liquid from the processing liquid inlet 3e to the portions 4a and 5a between the two steel sheets 4 and 5 and forming the bulging deformation portion, the two steel sheets 4 and 5 are A hydroform molded product is manufactured by causing the steel plate 4 to swell along the inner surface 2c of the mold 2 and the steel plate 5 along the inner surface 3c of the mold 3 by bulging and deforming.

本発明では、重ね合わされた2枚の鋼板4、5は、特許文献1により開示された方法とは異なり、鋼板4、5の間はシールする必要がないため、膨出変形部を形成する部分4a、5aの周囲を溶接しない。   In the present invention, unlike the method disclosed in Patent Document 1, the two steel plates 4 and 5 that are overlapped do not need to be sealed between the steel plates 4 and 5, so that the portion that forms the bulging deformation portion Do not weld around 4a and 5a.

そして、本発明では、第2工程において、
(A)金型肩R部2dを、金型肩R部2dと鋼板4との接触面圧が、金型肩R部2dの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、加工液の圧力より高くなるように、鋼板4に接触させること、および
(B)金型肩R部3dを、金型肩R部3dと鋼板5との接触面圧が、金型肩R部3dの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、加工液の圧力より高くなるように、鋼板5に接触させること
によって、鋼板4、5の間をシールする。すなわち、金型肩R部2d、3dを、いずれも鋼板4、5のシール部として用いる。
In the present invention, in the second step,
(A) Processing the mold shoulder R portion 2d so that the contact surface pressure between the mold shoulder R portion 2d and the steel plate 4 is over the entire circumference of the mold shoulder R portion 2d and at least all the time of bulging deformation. (B) The mold shoulder R portion 3d is brought into contact with the steel plate 4 so that the pressure is higher than the liquid pressure. The contact surface pressure between the mold shoulder R portion 3d and the steel plate 5 is the mold shoulder R portion 3d. The steel plates 4 and 5 are sealed by bringing them into contact with the steel plates 5 so as to be higher than the pressure of the working fluid over the entire circumference of the steel plate and at least in all the time of the bulging deformation. That is, the mold shoulder R portions 2 d and 3 d are both used as the seal portions of the steel plates 4 and 5.

第1工程および第2工程を経時的に説明する。
図2(a)〜図2(f)は、第1工程および第2工程において、鋼板4、5の間の膨出変形部を形成する部分4a、5aに、加工液を注入した場合における、中央断面での鋼板4、5の変形挙動を模式的に示す説明図である。図3は、その時の成形圧力、金型肩R部の面圧、および中央断面でのフランジ端の流入量を示すグラフである。横軸の加工液注入体積率は製品形状に対する加工液の注入体積の割合であり、100%が孔型形状に沿った形状である。フランジ端の流入量が時間とともに増加するとき、フランジが孔型方向に移動していることを意味し、減少するときはフランジがその逆方向に移動していることを意味する。なお、図3〜5のグラフは、鋼板4、5の板厚:1.6mm、強度レベル:270MPaの条件で得られた結果である。
The first step and the second step will be described over time.
2 (a) to 2 (f) show the case where the working fluid is injected into the portions 4a and 5a that form the bulging deformed portions between the steel plates 4 and 5 in the first step and the second step. It is explanatory drawing which shows typically the deformation | transformation behavior of the steel plates 4 and 5 in a center cross section. FIG. 3 is a graph showing the molding pressure at that time, the surface pressure of the mold shoulder R, and the inflow amount of the flange end in the central section. The working fluid injection volume ratio on the horizontal axis is the ratio of the working fluid injection volume to the product shape, and 100% is the shape along the hole shape. When the amount of inflow at the flange end increases with time, it means that the flange is moving in the hole shape direction, and when it decreases, it means that the flange is moving in the opposite direction. In addition, the graphs of FIGS. 3 to 5 are results obtained under the conditions where the steel plates 4 and 5 have a thickness of 1.6 mm and a strength level of 270 MPa.

[第1工程]
図2(a)は、2枚の鋼板4、5を重ね合わせて、金型2と金型3との間にセットした状態である。このとき、金型2の板押さえ面2aと金型3の板押さえ面3aとにより鋼板4、5を押圧挟持する必要はなく、板押さえ面2aと鋼板4との間、または板押さえ面3aと鋼板5との間には、隙間が許容される。
[First step]
FIG. 2A shows a state in which two steel plates 4 and 5 are overlapped and set between the mold 2 and the mold 3. At this time, it is not necessary to press and hold the steel plates 4 and 5 between the plate pressing surface 2a of the mold 2 and the plate pressing surface 3a of the mold 3, but between the plate pressing surface 2a and the steel plate 4, or the plate pressing surface 3a. A gap is allowed between the steel plate 5 and the steel plate 5.

[第2工程]
図2(b)は,加工液を鋼板4、5の間に注入開始した状態を示しており、図3のグラフにおけるI点を示す。
[Second step]
FIG. 2B shows a state in which the machining liquid has started to be injected between the steel plates 4 and 5, and shows a point I in the graph of FIG.

鋼板4は金型2に張り付くとともに鋼板5は金型3に張り付き、鋼板4は孔型部2bで膨出変形するとともに鋼板5は孔型部3bで膨出変形する。成形圧は極めて小さいため、金型肩R部2dと鋼板4との接触面圧、および金型肩R部3dと鋼板5との接触面圧は、いずれも、成形圧より十分大きく、加工液漏れのおそれはない。   The steel plate 4 sticks to the mold 2 and the steel plate 5 sticks to the die 3. The steel plate 4 bulges and deforms in the hole mold portion 2b, and the steel plate 5 bulges and deforms in the hole mold portion 3b. Since the molding pressure is extremely small, the contact surface pressure between the mold shoulder R portion 2d and the steel plate 4 and the contact surface pressure between the mold shoulder R portion 3d and the steel plate 5 are both sufficiently larger than the molding pressure. There is no risk of leakage.

図2(c)は、さらに変形が進んだ状態で、図3のグラフにおけるII点を示す。
膨出変形した鋼板4が金型2の内面(底部)2c−1に当接するとともに、膨出変形した鋼板5が金型3の内面(底部)3c−1に当接する状態である。
FIG. 2C shows a point II in the graph of FIG. 3 in a state where the deformation has further progressed.
The bulging and deforming steel plate 4 is in contact with the inner surface (bottom portion) 2c-1 of the mold 2, and the bulging and deforming steel plate 5 is in contact with the inner surface (bottom portion) 3c-1 of the mold 3.

図2(d)は、さらに変形が進んだ状態で、図3のグラフにおけるIII点を示す。
金型2の内面(縦壁)2c−2と鋼板4とが当接するとともに、金型3の内面(縦壁)3c−2と鋼板5が当接した状態である。このとき、金型肩R部2dから沿って内面(縦壁)2c−2に当接し、また金型肩R部3dから沿って内面(縦壁)3c−2に当接するのではなく、内面(縦壁)2c−2、3c−2の中ほどで当接する。成形液の圧力では、金型肩R部2d、3dの曲率に沿うほど大きな変形を生じさせることができないためである。
FIG. 2D shows a point III in the graph of FIG. 3 in a state where the deformation has further progressed.
The inner surface (vertical wall) 2c-2 of the mold 2 and the steel plate 4 are in contact with each other, and the inner surface (vertical wall) 3c-2 of the mold 3 and the steel plate 5 are in contact with each other. At this time, it does not contact the inner surface (vertical wall) 2c-2 along the mold shoulder R portion 2d, and does not contact the inner surface (vertical wall) 3c-2 along the mold shoulder R portion 3d. (Vertical wall) Abuts in the middle of 2c-2 and 3c-2. This is because the deformation of the mold shoulder R portions 2d and 3d cannot be deformed so much as the pressure of the molding liquid.

図2(e)は、さらに変形が進んだ状態で、図3のグラフにおけるIV点を示す。
金型2の内面(底部)2c−1の未充填部、および金型3の内面(底部)3c−1の未充填部を充填する形で膨出するが、このとき、金型肩R部2dの近傍では、孔型2bの内部に鋼板4がオーバーランしてオーバーラン部4bが発生するとともに、金型肩R部3dの近傍では、孔型3bの内部に鋼板5がオーバーランしてオーバーラン部5bが発生する。成形液の圧力では、金型肩R部2d、3dの曲率に沿うほど大きな変形を生じさせることができないためである。
FIG. 2E shows a point IV in the graph of FIG. 3 in a state where the deformation has further progressed.
The mold 2 bulges so as to fill the unfilled portion of the inner surface (bottom portion) 2c-1 of the mold 2 and the unfilled portion of the inner surface (bottom portion) 3c-1 of the mold 3, but at this time, the mold shoulder R portion In the vicinity of 2d, the steel plate 4 overruns inside the hole mold 2b to generate an overrun portion 4b, and in the vicinity of the mold shoulder R portion 3d, the steel plate 5 overruns inside the hole mold 3b. An overrun portion 5b is generated. This is because the deformation of the mold shoulder R portions 2d and 3d cannot be deformed so much as the pressure of the molding liquid.

図2(f)は、図3のグラフにおけるV点を示しており、金型2、3の内面(底部)2c−1、3c−1が充填された後、さらに加工液の圧力が増加すると、オーバーラン部4b、5bが液圧により押し戻され、所望の形状に成形される。   FIG. 2 (f) shows a point V in the graph of FIG. 3, and after the inner surfaces (bottom portions) 2c-1 and 3c-1 of the molds 2 and 3 are filled, the pressure of the working fluid further increases. The overrun portions 4b and 5b are pushed back by hydraulic pressure and formed into a desired shape.

以上説明したように、図2(e)〜図2(f)にかけて、フランジ流入が逆流し、金型肩R部2d、3dの面圧の最大値が大きく減少する。
この金型肩R部2d、3dの最大面圧が減少したときに、加工液の圧力よりも下がると、加工液が孔型2b、3b側に漏洩し、それ以降圧力が上がらずに成形不良となる。
As described above, the flange inflow flows backward from FIG. 2E to FIG. 2F, and the maximum value of the surface pressure of the mold shoulder R portions 2d and 3d is greatly reduced.
When the maximum surface pressure of the mold shoulder R portions 2d and 3d decreases, if the pressure of the machining liquid falls, the machining liquid leaks to the hole molds 2b and 3b, and thereafter the pressure does not increase and molding failure occurs. It becomes.

つまり、金型2、3の孔型2b、3bの形状が膨出形状に近い形状であれば、金型2、3間をシールするだけで成形でき、複雑形状に成型したい場合は、孔型2b、3bの全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、金型肩R部2d、3dの面圧が、加工液の圧力よりも高ければ成形可能である。   That is, if the shapes of the molds 2b and 3b of the molds 2 and 3 are close to the bulging shape, the molds 2 and 3 can be molded simply by sealing the molds 2 and 3; Molding is possible if the surface pressure of the mold shoulder R portions 2d and 3d is higher than the pressure of the working fluid over the entire circumference of 2b and 3b and at least at all times of bulging deformation.

前述のように、成形途中で、フランジ部が孔型2b、3b内にオーバーランしてオーバーラン部4b、5bが生じ、その後オーバーラン部4b、5bが逆走することが、金型肩R部2d、3dの面圧低下の原因であるが、フランジ部のオーバーランは、鋼板4が金型肩R部2dの形状に沿って成形されないとともに鋼板5が金型肩R部2dの形状に沿って成形されないことに起因する。   As described above, during the molding, the flange portion overruns into the hole molds 2b and 3b to generate overrun portions 4b and 5b, and then the overrun portions 4b and 5b run backward. This is the cause of the decrease in the surface pressure of the parts 2d and 3d, but the overrun of the flange part is that the steel plate 4 is not formed along the shape of the mold shoulder R portion 2d and the steel plate 5 is in the shape of the mold shoulder R portion 2d. Due to not being molded along.

これは、鋼板4は孔型2b内で膨出変形するとともに鋼板5は孔型3b内で膨出変形するが、金型肩R部2d、3dから外側では鋼板4、5の表裏に加工液の圧力が付与され、金型2、3に押し付けられることもないため、摩擦力が発生せず、抵抗なく流入するためである。したがって、縮みフランジや伸びフランジ等の、鋼板4、5のフランジ流入時に流入抵抗が発生する部位では、上記のような現象は発生せず、鋼板4は金型肩R部2dに沿って膨出変形するとともに鋼板5は金型肩R部3dに沿って膨出変形し、オーバーランすることもなく、面圧低下も生じない。   This is because the steel plate 4 bulges and deforms in the hole mold 2b and the steel plate 5 bulges and deforms in the hole mold 3b, but the processing liquid is applied to the front and back of the steel plates 4 and 5 outside the mold shoulder R portions 2d and 3d. This is because no pressure is applied to the molds 2 and 3 and no frictional force is generated, and the pressure flows without resistance. Therefore, the phenomenon as described above does not occur at the portion where the inflow resistance occurs when the flanges of the steel plates 4 and 5 such as the contraction flange and the stretch flange are inflow, and the steel plate 4 bulges along the mold shoulder R portion 2d. While being deformed, the steel sheet 5 bulges and deforms along the mold shoulder R portion 3d, does not overrun, and does not cause a decrease in surface pressure.

つまり、成形途中のシール漏れは、フランジの流入抵抗の小さく、鋼板4、5が流入し易い部位、すなわち流入中に流入直交方向に有意の伸び縮みを生じない部位で起こり得るのである。   That is, seal leakage during forming can occur at a portion where the inflow resistance of the flange is small and the steel plates 4 and 5 easily flow in, that is, a portion where no significant expansion or contraction occurs in the inflow orthogonal direction during the inflow.

ここで、面圧低下を防ぐには2つの方法がある。
第1の方法は、金型肩R部2d、3dの面圧を高く保持し、圧力低下が生じても、十分高い圧力となるようにしておく方法であり、第2の方法は、成形を通して金型肩R部2dに沿って鋼板4を膨出成形させるとともに金型肩R部3dに沿って鋼板5を膨出成形させることによってオーバーランを防ぐことにより、面圧低下を生じさせない方法である。
Here, there are two methods for preventing a decrease in surface pressure.
The first method is a method in which the surface pressure of the mold shoulder R portions 2d and 3d is kept high so that the pressure is sufficiently high even if the pressure is reduced, and the second method is through molding. By preventing the overrun by causing the steel sheet 4 to bulge along the mold shoulder R portion 2d and to bulge the steel plate 5 along the mold shoulder R portion 3d, the surface pressure does not decrease. is there.

第1の方法を達成するための因子として、金型肩R部2d、3dの曲率半径に注目した。
図4は、金型肩R部2d、3dの曲率半径ρが3、6、12mmである時の面圧挙動を示すグラフである。
As a factor for achieving the first method, attention was paid to the curvature radii of the mold shoulder R portions 2d and 3d.
FIG. 4 is a graph showing the surface pressure behavior when the curvature radii ρ of the mold shoulder R portions 2d and 3d are 3, 6, and 12 mm.

図4にグラフで示すように、金型肩R部2d、3dの曲率半径ρが3mmである場合、成形開始から局所的に面圧が集中し、高い面圧を確保でき、オーバーランにより面圧が低下しても、成形圧力よりも十分大きな圧力を保持し続けることができる。   As shown in the graph of FIG. 4, when the radius of curvature ρ of the mold shoulder R portions 2d and 3d is 3 mm, the surface pressure is locally concentrated from the start of molding, and a high surface pressure can be secured. Even if the pressure decreases, a pressure sufficiently higher than the molding pressure can be maintained.

これに対し、金型肩R部2d、3dの曲率半径ρが12mmである場合には、接触面積が大きくなるため面圧は当初から低く、オーバーランにより圧力が低下すると、成形圧と同程度の圧力となり、シール漏れの漏洩しやすくなる。   On the other hand, when the radius of curvature ρ of the mold shoulder R portions 2d and 3d is 12 mm, the contact area becomes large and the surface pressure is low from the beginning. It becomes easy to leak seal leakage.

図5は、金型肩R部2d、3dの曲率半径ρの鋼板4、5の板厚tに対する比率と成形圧力低下時の余裕圧力Δp(図3に示す成形圧力と金型肩R部の最高面圧の差)との関係を示すグラフである。   5 shows the ratio of the curvature radius ρ of the mold shoulder R portions 2d and 3d to the thickness t of the steel plates 4 and 5 and the margin pressure Δp when the molding pressure is reduced (the molding pressure and the mold shoulder R portion shown in FIG. 3). It is a graph which shows the relationship with the difference of the maximum surface pressure.

図5にグラフで示すように、比(ρ/t)が7.5以下から急激に余裕圧力が増加し、シール漏れし難くなる。比(ρ/t)が4.0以下で20MPa程度の値となる。
次に、第2の方法について説明する。
As shown in the graph of FIG. 5, the marginal pressure increases rapidly from the ratio (ρ / t) of 7.5 or less, and seal leakage is difficult. When the ratio (ρ / t) is 4.0 or less, the value is about 20 MPa.
Next, the second method will be described.

フランジ流入抵抗を増す方法、すなわち鋼板4、5が流入しやすい部位10の板押さえ面に金属板流入抵抗手段9を設ける方法としては、
(a)流入抵抗を増やしたい部位10で、上下の金型2、3のクリアランスを減じ、鋼板4、5を局所的に押圧する方法
(b)ドロービードを配置し、流入抵抗を増やす方法
(c)板押さえ面2aでの金型2と鋼板4との摩擦係数、および板押さえ面3aでの金型3と鋼板5との摩擦係数を増やす方法
(d)フランジ外周部でしわを発生させ、流入抵抗とする方法
等がある。
As a method of increasing the flange inflow resistance, that is, a method of providing the metal plate inflow resistance means 9 on the plate pressing surface of the portion 10 where the steel plates 4 and 5 easily flow,
(A) A method of reducing the clearance between the upper and lower molds 2 and 3 and locally pressing the steel plates 4 and 5 at the site 10 where the inflow resistance is to be increased. (B) A method of increasing the inflow resistance by arranging draw beads. ) Method of increasing the friction coefficient between the mold 2 and the steel plate 4 on the plate pressing surface 2a and the friction coefficient between the mold 3 and the steel plate 5 on the plate pressing surface 3a (d) There are methods such as inflow resistance.

ここでいう流入抵抗の増加は、プレス成形でのドロービードのように、鋼板4、5の塑性変形に寄与するほど大きなものである必要はなく、金型肩R部2d、3dに沿うべく、わずかに抵抗になるものであればよい。この場合、金型肩R部2dに鋼板4を沿い易くするとともに金型肩R部3dに鋼板5を沿い易くするため、金型肩R部2d、3dは大きいほうが望ましい。オーバーランしなければ、圧力低下は生じないからである。   The increase in inflow resistance here does not need to be so large as to contribute to plastic deformation of the steel plates 4 and 5 as in the case of draw beads in press forming, and is slightly increased along the mold shoulder R portions 2d and 3d. Any material can be used as long as it becomes a resistance. In this case, the mold shoulder R portions 2d and 3d are preferably larger in order to make it easier to follow the steel plate 4 along the mold shoulder R portion 2d and to easily follow the steel plate 5 along the mold shoulder R portion 3d. This is because if the overrun does not occur, the pressure drop does not occur.

3.本発明により成形性が向上する理由
本発明により、鋼板4、5の成形性が向上する理由を説明する。
3. The reason why the formability is improved by the present invention The reason why the formability of the steel plates 4, 5 is improved by the present invention will be described.

鋼板4、5のハイドロフォーム成形は、膨出成形であるため、鋼板4、5全体が塑性変形し、金型肩R部2d、3d等に変形が集中しないため、成形性の優れた成形法である。ただし、孔型2b、3bの角部など膨出最後に空間を充填するように変形する部位で減肉が生じ易い。   Since the hydroforming of the steel plates 4 and 5 is bulge forming, the entire steel plates 4 and 5 are plastically deformed, and the deformation is not concentrated on the mold shoulder R portions 2d and 3d. It is. However, thinning is likely to occur at portions that deform so as to fill the space at the end of the bulge, such as the corners of the hole molds 2b and 3b.

そのため、このような部位では、フランジ流入がし易く、孔型2b内に鋼板4を供給し易いとともに孔型3b内に鋼板5を供給し易いようになっていることが望ましい
しかしながら、従来の全周溶接した2枚の鋼板を用いたハイドロフォーム成形では、溶接線の内側まで加工液の圧力を受けるため、金型と鋼板との間で摩擦が生じ、フランジが流入し難いこと、および、引用文献3に記載されたハイドロフォーム方法もシールリングの内側まで加工液の圧力を受けるため、金型と鋼板との間で摩擦が生じ、フランジが流入し難いという課題があった。
Therefore, in such a part, it is desirable that the flange easily flows in, the steel plate 4 is easily supplied into the hole mold 2b, and the steel plate 5 is easily supplied into the hole mold 3b. In hydroform molding using two steel plates that are circumferentially welded, the pressure of the working fluid is received up to the inside of the weld line, so friction occurs between the mold and the steel plate, making it difficult for the flange to flow in. Since the hydroforming method described in Document 3 also receives the pressure of the working fluid up to the inside of the seal ring, there is a problem that friction occurs between the mold and the steel plate, and the flange is difficult to flow in.

これに対し、本発明に係る製造方法では、金型肩R部2d、3dの外部であるフランジ部は、鋼板4、5の両面から液圧を受けるため、鋼板4を金型2に押し付ける力、および鋼板5を金型3に押し付ける力がいずれも生じず、金型2と鋼板4との間の摩擦抵抗、および金型3と鋼板5との間の摩擦抵抗がいずれも生じないため、極めて流入し易くなる。したがって、従来のハイドロフォーム成形では困難であった、孔型角部における成形性が良好となる。   On the other hand, in the manufacturing method according to the present invention, the flange portion, which is outside the mold shoulder R portions 2d and 3d, receives the hydraulic pressure from both surfaces of the steel plates 4 and 5, and therefore the force that presses the steel plate 4 against the mold 2 , And no force to press the steel plate 5 against the mold 3, no friction resistance between the mold 2 and the steel plate 4, and no friction resistance between the mold 3 and the steel plate 5, It becomes very easy to flow in. Therefore, the moldability at the corners of the hole mold, which is difficult with the conventional hydroform molding, is improved.

4.本発明により、歩留りの向上および製品の軽量化が図られる理由
2枚の鋼板の全周を溶接した鋼板のハイドロフォーム成形では、溶接強度を確保するためにレーザ溶接やシーム溶接等の重ね溶接を行う必要があり、その分の溶接しろが必要となる。したがって、成形後のフランジ幅をある程度確保する必要がある。また、溶接を生かすため、成形品が最終成形形状とするが、外周形状はばらつくため、成形後の溶接ラインを孔型縁のぎりぎりに設定することはできず、ばらつきを考慮して、フランジ幅及び溶接ラインを設定する必要があるため、これに伴って、フランジ幅を広く設定する必要があるために製品重量の増加は避けられない。
4). Reasons for improving the yield and reducing the weight of the product by the present invention In the hydroform forming of a steel plate in which the entire circumference of two steel plates is welded, lap welding such as laser welding or seam welding is performed in order to ensure the welding strength. It is necessary to carry out, and the welding allowance for that amount is required. Therefore, it is necessary to secure a certain flange width after molding. In order to make use of welding, the molded product has the final molded shape, but the outer peripheral shape varies, so the weld line after molding cannot be set at the edge of the hole mold edge. In addition, since it is necessary to set a welding line, it is necessary to set a wide flange width. Accordingly, an increase in product weight is inevitable.

特許文献3により開示された方法では、前述の通り、シールリングを考慮してフランジ幅が決まるため、製品として必要以上の大きさのフランジを設ける必要があり、成形後にトリムすることにより歩留りが低下する。   In the method disclosed in Patent Document 3, as described above, the flange width is determined in consideration of the seal ring. Therefore, it is necessary to provide a flange with a size larger than necessary as a product, and the yield is reduced by trimming after molding. To do.

これに対し、本発明の製造方法によれば、基本的にフランジ部は成形に寄与しないため、成形後の外周位置を孔型2b、3b縁のぎりぎりに接近した位置に設定することが可能である。フランジの幅は必要に応じて選定することができる。したがって、ブランク形状を小さくでき、歩留りを向上でき、製品の性能に応じてフランジ形状を決めることができるため、製品の軽量化も可能になる。   On the other hand, according to the manufacturing method of the present invention, since the flange portion basically does not contribute to the molding, it is possible to set the outer peripheral position after molding to a position close to the edge of the hole molds 2b and 3b. is there. The width of the flange can be selected as required. Therefore, the blank shape can be reduced, the yield can be improved, and the flange shape can be determined according to the performance of the product, so that the product can be reduced in weight.

5.本発明がシールリングを用いるよりもシール性が優れる理由
一見、特許文献3のように、鋼板4、5と金型2、3との間にシールリングを設けたほうが、鋼板4、5と金型2、3との間のシール性が向上するように考えられがちである。しかしながら、シールリングを用いることで、シール性が悪化する理由を図6、図7を参照しながら説明する。
5. The reason why the present invention is superior in sealing performance to the use of a seal ring At first glance, as shown in Patent Document 3, it is better to provide a seal ring between the steel plates 4 and 5 and the molds 2 and 3. It tends to be considered that the sealing performance between the molds 2 and 3 is improved. However, the reason why the sealing performance is deteriorated by using the seal ring will be described with reference to FIGS.

図6は、特許文献3による、シールリング11を用いたシール方法の金型12、13の断面図を示す図であり、図7は、本発明のシール方法の金型16、17の断面図を示す図である。   6 is a cross-sectional view of the molds 12 and 13 of the sealing method using the seal ring 11 according to Patent Document 3, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the molds 16 and 17 of the seal method of the present invention. FIG.

図6(a)、図7(a)は、上下の金型12、13間の隙間C0が2枚の鋼板14、15の厚さと等しい場合を示し、上金型12−上鋼板14間、上鋼板14−下鋼板15、下鋼板15−下金型13間の隙間は、いずれもゼロである。成形中、この隙間零の状態を保つことができれば、いずれの方法でもシール漏れすることはない。しかしながら、鋼板14、15の板厚のばらつきや、フランジ流入による板厚の変化、金型12、13の弾性変形による金型12、13間の隙間の変化が生じたときは、シールリングは逆にシール性を悪化させる。鋼板の板厚が厚かった場合を例に理由を説明する。   6 (a) and 7 (a) show the case where the gap C0 between the upper and lower molds 12, 13 is equal to the thickness of the two steel plates 14, 15, and between the upper mold 12 and the upper steel plate 14, The gaps between the upper steel plate 14 and the lower steel plate 15 and between the lower steel plate 15 and the lower mold 13 are all zero. As long as this gap can be maintained during molding, seal leakage does not occur by either method. However, when the variation of the plate thickness of the steel plates 14 and 15, the change of the plate thickness due to the flange inflow, or the change of the gap between the dies 12 and 13 due to the elastic deformation of the dies 12 and 13, the seal ring is reversed. Deteriorates sealing performance. The reason will be described by taking as an example the case where the steel plate is thick.

図6(b)、図7(b)は、図6(a)、図7(a)において、板厚の厚い鋼板14、15を用いた場合を示す図である。
板押さえ面の最も傾いた斜面の金型間の隙間を2枚の鋼板の板厚の厚さであるC1とすると、その他の場所の金型間の隙間C2はC1よりも大きくなる。その場合、特許文献3の方法は図6(b)に示すように、シールリングを押さえてつぶすことができない。シールリングは所定のつぶし代を潰すことによってシール性を確保するものであるから、シール漏れを生じる。次いで、金型肩R部の面圧であるが、シールリングが無ければ、孔型内に付与された圧力による荷重を金型肩R部のみで受け持つために高い面圧を確保できるが、金型肩R部の近くにシールリングが存在すると、シールリングも荷重を受け持つため、金型肩R部の面圧が十分でなくなり、シール漏れを生じることになる。
6 (b) and 7 (b) are diagrams showing the case where the thick steel plates 14 and 15 are used in FIGS. 6 (a) and 7 (a).
If the gap between the molds on the inclined surface of the plate pressing surface is C1, which is the thickness of the thickness of the two steel plates, the gap C2 between the molds at other locations is larger than C1. In that case, as shown in FIG. 6B, the method of Patent Document 3 cannot press and crush the seal ring. Since the seal ring secures sealing performance by crushing a predetermined crushing margin, seal leakage occurs. Next, it is the surface pressure of the mold shoulder R portion. If there is no seal ring, a high surface pressure can be ensured because the load due to the pressure applied in the hole mold is handled only by the mold shoulder R portion. If there is a seal ring near the mold shoulder R portion, the seal ring is also responsible for the load, so that the surface pressure of the mold shoulder R portion becomes insufficient and seal leakage occurs.

つまり、金型肩R部の近くにシールリングを配置することに起因して、シール性が悪化することとなり、シールリングを配置することの影響を除去するために、金型肩R部から離れた位置にシールリングを配置すると、前述のとおり歩留まりの低下や成形性の低下が発生する。   In other words, the sealing performance is deteriorated due to the arrangement of the seal ring near the mold shoulder R portion, and in order to eliminate the influence of the arrangement of the seal ring, the seal ring is separated from the mold shoulder R portion. If the seal ring is disposed at a different position, the yield and the moldability are lowered as described above.

これに対し、図7(a)及び図7(b)に示す本発明によれば、孔型内に付与された圧力による荷重を、シールリングを用いずに金型肩R部16a、17aのみで受け持つため、鋼板14、15の板厚のばらつきや、フランジ流入による板厚の変化、金型12、13の弾性変形による金型12、13間の隙間の変化に影響されずに、膨出変形時に高い面圧を維持することができる。当然、金型間の隙間C2は2枚の鋼板の板厚の厚さであるC1よりも大きくなるため、鋼板14と鋼板15の間に隙間が生じるが、膨出成形初期に金型肩R部に面圧集中が生じ、その後も高い面圧を保持するため、後述する実施例1に示すように、板厚の30%程度の大きさの隙間でシール漏れは生じない。   On the other hand, according to the present invention shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the load due to the pressure applied in the hole mold is applied only to the mold shoulder R portions 16a and 17a without using the seal ring. Bulges without being affected by variations in the thickness of the steel plates 14 and 15, changes in the thickness due to flange inflow, and changes in the gap between the dies 12 and 13 due to elastic deformation of the dies 12 and 13. A high surface pressure can be maintained during deformation. Naturally, since the gap C2 between the molds is larger than C1 which is the thickness of the two steel plates, there is a gap between the steel plate 14 and the steel plate 15; Since the surface pressure is concentrated in the portion and a high surface pressure is maintained thereafter, as shown in Example 1 described later, seal leakage does not occur in a gap of about 30% of the plate thickness.

図1により示す製造装置1に、図8により示す形状の金型11を適用して成形試験を行った。図8(a)は孔型12の上面図、図8(b)は孔型12の横断面図、図8(c)は孔型12の縦断面図である。図8(a)中の実線は孔型12の形状を示し、二点鎖線は鋼板の形状を示す。   A molding test was performed by applying the mold 11 having the shape shown in FIG. 8 to the manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 8A is a top view of the hole mold 12, FIG. 8B is a cross-sectional view of the hole mold 12, and FIG. 8C is a vertical cross-sectional view of the hole mold 12. A solid line in FIG. 8A indicates the shape of the hole mold 12, and a two-dot chain line indicates the shape of the steel plate.

金型11の寸法は、L1=300mm、W1=100mm、H1=30mm、H2=10mm、θ1=θ2=45度、Ra1=Ra2=6mm、Rb1=Rb2=10mmである。鋼板の寸法は、Lb=410mm、WB=170mm、Lo=215mmである。   The dimensions of the mold 11 are L1 = 300 mm, W1 = 100 mm, H1 = 30 mm, H2 = 10 mm, θ1 = θ2 = 45 degrees, Ra1 = Ra2 = 6 mm, Rb1 = Rb2 = 10 mm. The dimensions of the steel plate are Lb = 410 mm, WB = 170 mm, Lo = 215 mm.

鋼板の材質を270〜980MPa級とし、鋼板の板厚を1.0〜2.3mmとして成形試験を行った。上下の金型間の隙間は{(鋼板の板厚)×2+α}とし、クリアランスα=0.05mm以下または0.1mmで試験を行った。   The forming test was conducted with the steel plate made of 270-980 MPa class and the steel plate thickness of 1.0-2.3 mm. The gap between the upper and lower molds was {(steel plate thickness) × 2 + α}, and the test was performed with a clearance α = 0.05 mm or less or 0.1 mm.

結果を表1にまとめて示す。表1における○印は、金型間隙間が{(鋼板の板厚)×2+0.1}mmで成形圧力150MPaまでシール漏れ無しを意味し、△印は、金型間隙間が{(鋼板の板厚)×2+0.1}mmで成形圧力90MPaまでシール漏れしたが、金型間隙間が{(鋼板の板厚)×2+0.05}mmで成形圧力150MPaまでシール漏れ無しを意味する。   The results are summarized in Table 1. A circle in Table 1 means that the gap between the molds is {(steel plate thickness) × 2 + 0.1} mm and there is no seal leakage up to a molding pressure of 150 MPa, and a triangle indicates that the gap between the molds is {(of the steel sheet). It means that the seal leaks to a molding pressure of 90 MPa at a plate thickness) × 2 + 0.1} mm, but there is no seal leak up to a molding pressure of 150 MPa when the gap between the molds is {(plate thickness of the steel plate) × 2 + 0.05} mm.

Figure 0005614361
Figure 0005614361

薄肉、高強度材(板厚1.0mm、強度レベル980MPa)では、クリアランス0.1mmでは、縮みフランジで生じたしわが金型肩R部に達し、シール漏れを生じたが、クリアランスを0.05mm以下とすることで、すべての条件でシール漏れを生じることなく成形できた。また、最大の減肉も30%以下となり、製品としても要求を満足できた。   With a thin, high-strength material (plate thickness: 1.0 mm, strength level: 980 MPa), when the clearance is 0.1 mm, wrinkles generated by the shrinkage flange reach the mold shoulder R portion, and seal leakage occurs. By setting the thickness to 05 mm or less, molding was possible without causing seal leakage under all conditions. In addition, the maximum thickness reduction was 30% or less, satisfying the requirements as a product.

さらに、590MPa級の板厚1.6mmの鋼板を用いて、金型肩R部(Ra1、Ra2)の曲率半径を3、6.9、12、15mmと変化させてクリアランス0.1mmで試験したところ、金型肩R部の曲率半径が9mm以下では、1000回の試験で一度もシール漏れすることなく成形できた。金型肩R部の曲率半径が12mm、15mmでは、1000回の試験で3回シール漏れが生じた。   Furthermore, using a steel plate with a thickness of 1.6 mm of 590 MPa class, the radius of curvature of the mold shoulder R (Ra1, Ra2) was changed to 3, 6.9, 12, and 15 mm, and the test was performed with a clearance of 0.1 mm. However, when the radius of curvature of the mold shoulder R portion was 9 mm or less, the mold could be molded without leaking the seal once in 1000 tests. When the curvature radius of the shoulder portion of the mold was 12 mm and 15 mm, seal leakage occurred three times in 1000 tests.

さらに、590MPa級の板厚1.6mmの鋼板を用い、クリアランスを変化させてシール性を調査した。クリアランスが0.4mmでも100MPa以上でシール漏れを生じなかった。クリアランスが0.5mmではシール漏れが発生したが、成形圧力は90MPまで確保できた。   Further, a steel plate having a thickness of 1.6 mm of 590 MPa class was used, and the sealing property was investigated by changing the clearance. Even when the clearance was 0.4 mm, seal leakage did not occur at 100 MPa or more. Seal leakage occurred when the clearance was 0.5 mm, but the molding pressure could be secured up to 90 MP.

比較として、270MPa級の板厚1.2mmの鋼板を用いて全周溶接したものを成形したところ、下板で流入しわが生じてしまい、所望の形状(孔型形状)に成形することができなかった。   As a comparison, when a 270 MPa class steel plate with a thickness of 1.2 mm was used to form a welded sheet, wrinkles were generated in the lower plate, and the desired shape (hole shape) could be formed. There wasn't.

さらに、上記金型形状で上金型のR止まりから15mm位置と下金型のR止まりから30mm位置にシールリング溝を設けた金型を用いて、270MPa級の板厚1.6mmの鋼板を用い、シールリングの寸法に合わせて、ブランクの寸法Lb=440、WB=230として成形したところ、金型膨出角部で減肉率30%となり、製品として不適となった。さらに、ブランク形状が大きくなったため、製品歩留りが45%低下した。   Furthermore, a steel plate having a thickness of 1.6 mm of 270 MPa class is formed by using a mold having a seal ring groove at a position 15 mm from the R stop of the upper mold and 30 mm from the R stop of the lower mold. When the blank dimensions Lb = 440 and WB = 230 were formed in accordance with the dimensions of the seal ring used, the reduction ratio was 30% at the mold bulge corner, making it unsuitable as a product. Furthermore, since the blank shape became larger, the product yield decreased by 45%.

実施例1と同じ条件で、図10に示す異形形状の鋼板13、14(780MPa級、板厚1.6mm)を用い、成形試験を行った。図10(a)は上板であり、図10(b)は下板である。   Under the same conditions as in Example 1, a forming test was performed using irregularly shaped steel plates 13 and 14 (780 MPa class, plate thickness 1.6 mm) shown in FIG. FIG. 10A shows an upper plate, and FIG. 10B shows a lower plate.

上下の板13、14で流入量が異なるため、上板13よりも下板14の幅を小さく設定した。上板13の幅Wuは153mmであり、下板14の幅Wlは136mmである。
鋼板13、14の成形を行ったところ、成形後の長辺部は一様に、金型肩R部のR止まりから10mmの位置で成形できた。
Since the amount of inflow differs between the upper and lower plates 13 and 14, the width of the lower plate 14 is set smaller than that of the upper plate 13. The width Wu of the upper plate 13 is 153 mm, and the width Wl of the lower plate 14 is 136 mm.
When the steel plates 13 and 14 were formed, the long side portion after forming was uniformly formed at a position 10 mm from the R stop of the mold shoulder R portion.

実施例1と同様に図1に示す製造装置1に、孔型12の長さを増加した図8に示す金型11を適用して成形試験を行った。この成形試験は、孔型12の長さを増加することにより中央部のフランジ部伸び縮み変形を殆ど無くし、極めてフランジ流入し易い条件とし、さらに金型肩R部の曲率を大きくして金型肩Rでの面圧集中が生じ難い条件で、行った。孔型12の形状はL1=900mm、金型肩R部の曲率半径は15mm、鋼板の形状はLb=1010とし、他の寸法は実施例1の金型と同一とした。   Similarly to Example 1, a molding test was performed by applying the mold 11 shown in FIG. 8 in which the length of the hole mold 12 was increased to the manufacturing apparatus 1 shown in FIG. In this molding test, the length of the hole mold 12 is increased so that the center portion of the flange portion is almost free from expansion and contraction. The test was performed under the condition that the surface pressure concentration at the shoulder R hardly occurs. The shape of the hole mold 12 was L1 = 900 mm, the radius of curvature of the mold shoulder R portion was 15 mm, the shape of the steel sheet was Lb = 1010, and other dimensions were the same as those of the mold of Example 1.

クリアランスを0.1mmとし、板厚1.6mmかつ590MP級の鋼板を用い、試験を行ったところ、シール漏れが発生した。
そこで、直片部のR止まりから20mm位置に、幅5mm、深さ1mmのドロービードを配置したところ、シール漏れすることなく100MPで所望の形状に成形できた
When a test was conducted using a steel plate having a clearance of 0.1 mm, a thickness of 1.6 mm and a 590 MP class, seal leakage occurred.
Therefore, when a draw bead having a width of 5 mm and a depth of 1 mm was arranged at a position 20 mm from the R stop of the straight piece portion, it could be formed into a desired shape with 100 MP without leaking a seal.

図1に示す製造装置1に、図9に示す形状の金型15を適用して成形試験を行った。図9(a)は孔型16の上面図、図9(b)は孔型16の横断面図、図9(c)は孔型16の縦断面図である。   A molding test was performed by applying the mold 15 having the shape shown in FIG. 9 to the manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 9A is a top view of the hole mold 16, FIG. 9B is a transverse sectional view of the hole mold 16, and FIG. 9C is a longitudinal sectional view of the hole mold 16.

金型15の寸法はL2=200mm、W2=70mm、θ3=15°、Rc=100mm、H4=30mm、H5=30mm、θ4=θ5=85度、Ra4=Ra5=6mm,Rb4=Rb5=10mmであり、板押さえ面間の隙間δ2は3.25mmで、注水孔等は図8と同じである。   The dimensions of the mold 15 are L2 = 200 mm, W2 = 70 mm, θ3 = 15 °, Rc = 100 mm, H4 = 30 mm, H5 = 30 mm, θ4 = θ5 = 85 degrees, Ra4 = Ra5 = 6 mm, Rb4 = Rb5 = 10 mm Yes, the gap δ2 between the plate pressing surfaces is 3.25 mm, and the water injection holes and the like are the same as in FIG.

鋼板の寸法は,540×170mmである。鋼板の板厚は1.6mm、1.55mmの2種類とした。
270〜980MPa級の鋼板を用いて試験を行ったが、いずれも100MPaの成形圧でシール漏れせず、成形できた。
The dimension of the steel plate is 540 × 170 mm. The plate thickness of the steel plate was made into two types, 1.6 mm and 1.55 mm.
A test was performed using a 270 to 980 MPa grade steel plate, and all of them could be molded without sealing leakage at a molding pressure of 100 MPa.

比較として、上金型の金型肩R部から10mm,下金型の金型肩R部から35mm外周にシールリング溝を設けてシールリングを配置した。シールリングは複雑な3次元形状となるため、断面の小型化ができず、約10mm角の断面とした。加工も困難で、過大なコストを要した。上金型には嵌め込んだだけでは落下したため、接着剤で接着した。   As a comparison, a seal ring was provided by providing a seal ring groove on the outer periphery of the upper mold 10 mm from the mold shoulder R portion and 35 mm from the lower mold shoulder R portion. Since the seal ring has a complicated three-dimensional shape, the cross section cannot be reduced in size, and the cross section is about 10 mm square. Machining is also difficult and requires excessive costs. Since it fell only by being inserted in the upper mold, it was bonded with an adhesive.

板厚が1.6mmの鋼板では、980MPaを除き成形できたが、板厚が1.55mの鋼板では、いずれも90MPa以下でシール漏れを生じた。シール漏れした際、シールリングが破損し、取り換えを試みたが、全体を接着しているため取り換えに極めて困難を要した。   The steel plates with a plate thickness of 1.6 mm could be formed except for 980 MPa, but all the steel plates with a plate thickness of 1.55 m caused seal leakage at 90 MPa or less. When the seal leaked, the seal ring was broken and an attempt was made to replace it. However, it was extremely difficult to replace because the whole was bonded.

図11は、980MPa、板厚1.2mmの鋼板を実施例1により成形した成形品17、18の断面図であり、成形品18の長手方向のスプリングバックを説明する長手方向断面形状説明図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view of molded products 17 and 18 in which a steel plate having a thickness of 980 MPa and a thickness of 1.2 mm is formed according to Example 1, and is a longitudinal cross-sectional shape explanatory diagram illustrating the spring back in the longitudinal direction of the molded product 18. is there.

同図に示すように、金型11から取り出した時点で、スプリングバックにより張り出し量の小さい下板からなる成形品18が変形し、その後、上板からなる成形品17と合わせてスポット溶接で接合することが困難であった。   As shown in the figure, at the time of removal from the mold 11, the molded product 18 made of the lower plate with a small overhang is deformed by the spring back, and then joined by spot welding together with the molded product 17 made of the upper plate. It was difficult to do.

そこで、図8(a)の金型11における丸印で示す8箇所の位置11aにかしめ工具19を配置して、成形を完了して成形圧力を減圧した後に、パンチ及びダイスからなるかしめ工具19を用いて成形品17、18をかしめ接合した。   Therefore, after caulking tools 19 are arranged at eight positions 11a indicated by circles in the mold 11 in FIG. 8A to complete the molding and reduce the molding pressure, the caulking tool 19 composed of a punch and a die is used. The molded products 17 and 18 were caulked and joined using

図12(a)はかしめ工具19のダイス21を示す説明図であり、図12(b)は金型11に配置されたかしめ工具19を示す断面図である。
図12(a)及び図12(b)に示すように、かしめ工具19は、パンチ20及びダイス21により構成され、パンチ20は上金型に埋設され、ダイス21は下金型に埋設される。ハイドロフォーム時のパンチ20及びダイス21にも成形圧力が負荷されるため、パンチ20及びダイスにはそれぞれシールリング22を配置し、金型の外部への漏水を防止している。
FIG. 12A is an explanatory view showing the die 21 of the caulking tool 19, and FIG. 12B is a cross-sectional view showing the caulking tool 19 arranged in the mold 11.
As shown in FIGS. 12A and 12B, the caulking tool 19 includes a punch 20 and a die 21, and the punch 20 is embedded in the upper die, and the die 21 is embedded in the lower die. . Since the molding pressure is also applied to the punch 20 and the die 21 during hydroforming, a seal ring 22 is disposed on each of the punch 20 and the die to prevent water leakage to the outside of the mold.

素材や成形品のハンドリング時のダイス21の凹部21aには、成形水が溜まったり、成形水が溜まらなかったり(成形水がない状態)する。液圧によって成形品17、18の素材である鋼板を成形する際、凹部21aに成形水で充満せず空気が入った状態であると、鋼板のダイス21に当接している面と反対面18aに液圧が負荷されると、凹部21aに鋼板が押し込まれ、鋼板に疵が生じる。また、凹部21aの内部に成形水が充填された状態でパンチ20を前進させると、成形水の圧力により鋼板が所定の形状に変形せず、かしめ結合できないことがある。   Molding water accumulates in the recess 21a of the die 21 during handling of the raw material or the molded product, or the molding water does not accumulate (there is no molding water). When forming the steel sheet which is the material of the molded products 17 and 18 by hydraulic pressure, if the concave portion 21a is not filled with forming water but air is in the state, the surface 18a opposite to the surface in contact with the die 21 of the steel plate. When a hydraulic pressure is applied to the steel plate, the steel plate is pushed into the recess 21a, and the steel plate is wrinkled. Further, when the punch 20 is advanced in a state where the forming water is filled in the recess 21a, the steel sheet may not be deformed into a predetermined shape by the pressure of the forming water, and the caulking and bonding may not be performed.

そこで、ダイス21には水抜き穴23を設けた。水抜き穴23は、ダイス21の底から圧入されたコマ24の外周溝24aから側面への穴21aに通じ、ダイス21の外周の隙間21bを介して金型表面に通じ、さらに、金型表面に彫られた細溝21cを通じて鋼板の外側に導かれるように、構成されている。   Therefore, a drain hole 23 is provided in the die 21. The drain hole 23 communicates with the hole 21a from the outer peripheral groove 24a of the top 24 press-fitted from the bottom of the die 21 to the side surface, and communicates with the mold surface through the gap 21b on the outer periphery of the die 21. It is comprised so that it may be guide | induced to the outer side of a steel plate through the thin groove | channel 21c carved.

成形を完了して成形圧力を減圧した後に、パンチ20及びダイス21からなるかしめ工具19によりかしめられてから取り出された成形品17、18は、かしめ接合されており、成形品17、18のいずれにもスプリングバックがなく、孔型形状と同一の形状を有していた。   After the molding is completed and the molding pressure is reduced, the molded products 17 and 18 taken out after caulking by the caulking tool 19 composed of the punch 20 and the die 21 are caulked and joined. Also, there was no spring back, and it had the same shape as the hole shape.

実施例5で示したように、スプリングバックにより、下板からなる成形品18は、長手方向の両端部18aが、上板からなる成形品17から離れる方向へ変形する。一方、下板からなる成形品18の長手方向の両端部18aと、上板からなる成形品17の長手方向の両端部17aとは、フランジ流入量がほぼ同じであり、かつ、その量も小さい。そこで、980MPa板厚1.2mmの二枚の鋼板を上板及び下板として用い、それぞれの鋼板を重ね合わせて短辺近傍を20mmピッチでスポット溶接により不連続に接合したものを、成形素材として用いて成形試験を行った。   As shown in the fifth embodiment, due to the spring back, the molded product 18 made of the lower plate is deformed in a direction in which both end portions 18a in the longitudinal direction are separated from the molded product 17 made of the upper plate. On the other hand, the longitudinal end portions 18a of the molded product 18 made of the lower plate and the both longitudinal end portions 17a of the molded product 17 made of the upper plate have substantially the same amount of flange inflow, and the amount thereof is also small. . Therefore, two steel plates with a thickness of 980 MPa 1.2 mm are used as the upper plate and the lower plate, and the respective steel plates are overlapped and the short sides are joined discontinuously by spot welding at a pitch of 20 mm as a forming material. A molding test was conducted using the same.

その結果、この成形試験においても、二枚の鋼板を溶接していないものを成形素材とする場合と同様に、上板及び下板が流入し、スポット溶接が破断することなく成形できた。スポット溶接により2枚の板は接合され、接合されていないフランジ部に若干の隙間はあるものの、次工程で困難を伴わず任意の箇所にスポット溶接による接合を行うことができた。   As a result, also in this forming test, the upper plate and the lower plate flowed in and the spot welding could be formed without breaking, as in the case where the two steel plates were not welded as the forming material. The two plates were joined by spot welding, and although there was a slight gap in the unjoined flange portion, joining by spot welding could be performed at any location without difficulty in the next process.

1 本発明に係る製造装置
2 金型
2a 板押さえ面
2b 孔型
2c 内面
2c−1 内面(底部)
2c−2 内面(縦壁)
2d 金型肩R部
2e 加工液注入口
2f エアー抜き穴
3 金型
3a 板押さえ面
3b 孔型
3c 内面
3c−1 内面(底部)
3c−2 内面(縦壁)
3d 金型肩R部
3e 加工液注入口
3f エアー抜き穴
4,5 鋼板
4a、5a 膨出変形部を形成する部分
4b、5b オーバーラン部
7 シールリング
8 スペーサ
9 金属板流入抵抗手段
10 鋼板が流入し易い部位
11 金型
11a かしめ工具配置位置
12 孔型
13、14 鋼板
15 金型
16 孔型
17、18 成形品
18a 反対面
19 かしめ工具
20 パンチ
21 ダイス
21a 凹部(穴)
21b 隙間
21c 細溝
22 シールリング
23 水抜き穴
24 コマ
24a 外周溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 2 according to the present invention Mold 2a Plate holding surface 2b Hole mold 2c Inner surface 2c-1 Inner surface (bottom)
2c-2 Inner surface (vertical wall)
2d Mold shoulder R portion 2e Processing fluid injection port 2f Air vent hole 3 Mold 3a Plate pressing surface 3b Hole mold 3c Inner surface 3c-1 Inner surface (bottom)
3c-2 Inner surface (vertical wall)
3d Mold shoulder R portion 3e Processing fluid injection port 3f Air vent holes 4, 5 Steel plates 4a, 5a Parts 4b, 5b forming bulging deformed portions 7 Seal rings 8 Spacers 9 Metal plate inflow resistance means 10 Parts 11 that easily flow in Die 11a Caulking tool placement position 12 Hole molds 13 and 14 Steel plate 15 Die 16 Hole molds 17 and 18 Molded product 18a Opposite surface 19 Caulking tool 20 Punch 21 Die 21a Recess (hole)
21b Clearance 21c Narrow groove 22 Seal ring 23 Drain hole 24 Top 24a Peripheral groove

Claims (5)

重ね合わされた2枚の金属板のうち一方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、該板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第1の金型と、前記2枚の金属板のうちの他方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、該板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第2の金型とを用いて、前記2枚の金属板を前記板押さえ面それぞれによって挟持する第1の工程と、前記2枚の金属板の間であって前記ハイドロフォーム成形による膨出変形部を形成する部分に加工液を供給することによって、前記2枚の金属板をいずれも膨出変形させ、前記一方の金属板を前記第1の金型の孔型の内面に沿わせるとともに前記他方の金属板を前記第2の金型の孔型の内面に沿わせることにより、前記一方の金属板を素材とする第1のハイドロフォーム成形品および前記他方の金属板を素材とする第2のハイドロフォーム成形品を製造する第2の工程とを備えるハイドロフォーム成形品の製造方法において、
前記重ね合わされた2枚の金属板の間はシールされないとともに、前記第1の金型および前記第2の金型はそれぞれの前記板押さえ面の外側でシールされ、かつ、前記第2工程では、
前記第1の金型の前記金型肩R部と前記一方の金属板との接触面圧が当該金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、前記2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、前記第1の金型の前記金型肩R部を前記一方の金属板に接触させるとともに、
前記第2の金型の前記金型肩R部と前記他方の金属板との接触面圧が当該金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、前記2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、前記第2の金型の前記金型肩R部を前記他方の金属板に接触させること
を特徴とするハイドロフォーム成形品の製造方法。
A part is formed by a plate pressing surface for pressing one of the two metal plates stacked in the thickness direction, and a mold shoulder R portion formed in a curved shape continuously to the plate pressing surface. And a first metal mold having a hole mold having the same inner shape as the outer shape of the hydroformed product formed by hydroforming, and the other metal plate of the two metal plates. A part of the plate pressing surface pressed in the plate thickness direction and a mold shoulder R portion formed in a curved shape continuously with the plate pressing surface, and the outer shape of the hydroformed product by hydroforming, Using a second mold having a hole mold having the same inner shape, a first step of sandwiching the two metal plates by the plate pressing surfaces, and between the two metal plates The hydroform By supplying a working fluid to a portion that forms a bulging deformation portion by shape, both of the two metal plates are bulged and deformed, and the one metal plate is transformed into the inner surface of the hole mold of the first mold. And the other metal plate along the inner surface of the hole mold of the second mold, whereby the first hydroform molded product made of the one metal plate and the other metal plate are In the manufacturing method of a hydrofoam molded article provided with the 2nd process of manufacturing the 2nd hydrofoam molded article made into a raw material,
Between the two stacked metal plates is not sealed, and the first mold and the second mold are sealed outside the respective plate pressing surfaces, and in the second step,
The contact surface pressure between the mold shoulder R portion of the first mold and the one metal plate is around the entire circumference of the mold shoulder R portion and at least at all times of bulging deformation. The mold shoulder R portion of the first mold is brought into contact with the one metal plate so as to be higher than the pressure of the machining fluid supplied between the metal plates,
The contact surface pressure between the mold shoulder R portion of the second mold and the other metal plate is over the entire circumference of the mold shoulder R portion, and at least at all times of bulging deformation. A hydroform molded product characterized in that the mold shoulder R portion of the second mold is brought into contact with the other metal plate so as to be higher than the pressure of the machining fluid supplied between the metal plates. Production method.
前記金型肩R部の曲率半径は、その全周にわたって下記(1)式により規定される関係を満足する請求項1に記載されたハイドロフォーム成形品の製造方法。
0.1<ρ/t<7.5・・・・・・・(1)
ただし、ρは金型肩R部の曲率半径(mm)であるとともに、tは、前記金型肩R部と当接する金属板の板厚(mm)である。
The method for manufacturing a hydroformed molded product according to claim 1, wherein the radius of curvature of the mold shoulder R portion satisfies the relationship defined by the following formula (1) over the entire circumference.
0.1 <ρ / t <7.5 (1)
Here, ρ is the radius of curvature (mm) of the mold shoulder R portion, and t is the thickness (mm) of the metal plate in contact with the mold shoulder R portion.
前記一対の金型は、いずれも、前記金属板が流入し易い部位の板押さえ面に配置された金属板流入抵抗手段を備える請求項1または請求項2に記載されたハイドロフォーム成形品の製造方法。   The said pair of metal mold | die each manufactures the hydroform molded article described in Claim 1 or Claim 2 provided with the metal plate inflow resistance means arrange | positioned at the board pressing surface of the site | part into which the said metal plate flows easily. Method. 重ね合わされた2枚の金属板のうち一方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、該板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第1の金型と、前記2枚の金属板のうちの他方の金属板をその板厚方向へ押さえる板押さえ面と、該板押さえ面に連続して曲面状に形成された金型肩R部により一部を形成されるとともに、ハイドロフォーム成形によるハイドロフォーム成形品の外郭形状と同一の内郭形状を有する孔型とを備える第2の金型とを備え、前記板押さえ面それぞれによって挟持された前記2枚の金属板の間であって前記ハイドロフォーム成形による膨出変形部を形成する部分に加工液を供給することによって、前記2枚の金属板をいずれも膨出変形させ、前記一方の金属板を前記第1の金型の孔型の内面に沿わせるとともに前記他方の金属板を前記第2の金型の孔型の内面に沿わせることにより、前記一方の金属板を素材とする第1のハイドロフォーム成形品および前記他方の金属板を素材とする第2のハイドロフォーム成形品を製造するハイドロフォーム成形品の製造装置であって、
前記第1の金型および前記第2の金型はそれぞれの前記板押さえ面の外側でシールされること、および
前記第1の金型の前記金型肩R部は、前記一方の金属板との接触面圧が当該金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、前記2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、前記一方の金属板に接触するシール部であるとともに、
前記第2の金型の前記金型肩R部は、前記他方の金属板との接触面圧が当該金型肩R部の全周にわたって、かつ少なくとも膨出変形の全ての時間において、前記2枚の金属板の間に供給された加工液の圧力よりも高くなるように、前記他方の金属板に接触するシール部であること
を特徴とするハイドロフォーム成形品の製造装置。
A part is formed by a plate pressing surface for pressing one of the two metal plates stacked in the thickness direction, and a mold shoulder R portion formed in a curved shape continuously to the plate pressing surface. And a first metal mold having a hole mold having the same inner shape as the outer shape of the hydroformed product formed by hydroforming, and the other metal plate of the two metal plates. A part of the plate pressing surface pressed in the plate thickness direction and a mold shoulder R portion formed in a curved shape continuously with the plate pressing surface, and the outer shape of the hydroformed product by hydroforming, A second mold including a hole mold having the same inner shape, and forming a bulging deformed portion by the hydroform molding between the two metal plates sandwiched between the plate pressing surfaces. To do By supplying a machining fluid to the two metal plates, both of the two metal plates are bulged and deformed so that the one metal plate is aligned with the inner surface of the hole mold of the first mold and the other metal plate is A first hydroform molded product using the one metal plate as a material and a second hydroform molded product using the other metal plate as a material by being along the inner surface of the hole mold of the second mold. Hydroform molded product manufacturing equipment for manufacturing
The first mold and the second mold are sealed on the outside of the plate pressing surface, and the mold shoulder R portion of the first mold is formed with the one metal plate. The contact surface pressure is higher than the pressure of the machining fluid supplied between the two metal plates over the entire circumference of the mold shoulder R and at least during all the bulging deformation. And a seal part that contacts the metal plate of
The mold shoulder R portion of the second mold has the contact surface pressure with the other metal plate over the entire circumference of the mold shoulder R portion and at least at all times of bulging deformation. An apparatus for manufacturing a hydroform molded product, which is a seal portion that comes into contact with the other metal plate so as to be higher than the pressure of the processing liquid supplied between the metal plates.
前記第1の金型の前記金型肩R部の曲率半径、および前記第2の金型の前記金型肩R部の曲率半径は、いずれも、その全周にわたって下記(1)式により規定される関係を満足する請求項4に記載されたハイドロフォーム成形品の製造装置。
1<ρ/t<7.5・・・・・・・(1)
ただし、ρは前記金型肩R部の曲率半径(mm)であるとともに、tは、前記金型肩R部に当接する金属板の板厚(mm)である。
The radius of curvature of the mold shoulder R portion of the first mold and the radius of curvature of the mold shoulder R portion of the second mold are both defined by the following formula (1) over the entire circumference. The apparatus for producing a hydroformed molded product according to claim 4 satisfying the above relationship.
1 <ρ / t <7.5 (1)
Here, ρ is the radius of curvature (mm) of the mold shoulder R portion, and t is the thickness (mm) of the metal plate in contact with the mold shoulder R portion.
JP2011081717A 2011-04-01 2011-04-01 Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product Expired - Fee Related JP5614361B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011081717A JP5614361B2 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011081717A JP5614361B2 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012213793A JP2012213793A (en) 2012-11-08
JP5614361B2 true JP5614361B2 (en) 2014-10-29

Family

ID=47267126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011081717A Expired - Fee Related JP5614361B2 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5614361B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5866324B2 (en) * 2013-09-30 2016-02-17 本田技研工業株式会社 Hydroform molding method for hollow structural parts
JP7220637B2 (en) * 2019-07-31 2023-02-10 株式会社神戸製鋼所 Battery case for electric vehicle and manufacturing method thereof
CN118023385B (en) * 2024-04-11 2024-06-11 常州盛德钢格板有限公司 A profiling machine for steel grating plate processing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4442234B2 (en) * 2003-10-20 2010-03-31 日産自動車株式会社 Hydraulic forming apparatus for laminated plate material, its hydraulic forming mold, and its hydraulic forming method
JP4826436B2 (en) * 2006-11-13 2011-11-30 住友金属工業株式会社 Metal plate hydroform processing apparatus, processing method, and processed products using them

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012213793A (en) 2012-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2693332C (en) Method for hydroforming and a hydroformed product
US6722009B2 (en) Metallic sheet hydroforming method, forming die, and formed part
JPWO2011024812A1 (en) Metal gasket and method for manufacturing metal gasket mold
CN104607524A (en) Tailor welded blank integral drawing forming device and method for large-scale curved surface part
JP5614361B2 (en) Method and apparatus for manufacturing hydroformed molded product
US20160296990A1 (en) Press working method
JP4826436B2 (en) Metal plate hydroform processing apparatus, processing method, and processed products using them
KR102105653B1 (en) Tailor Layered Tube And Method for Manufacturing the Same
JP4098158B2 (en) Axle housing and method and apparatus for manufacturing the same
JP3711882B2 (en) Method of hydraulic forming of laminated plate materials
CN201300560Y (en) Mould device for hydroforming of tailor-welded blanks of different thicknesses
JP5609749B2 (en) Method for producing hydraulic bulge molded product made of metal plate, hydraulic bulge molding die, and hydraulic bulge molded product
JP6299365B2 (en) Automotive wheel disc and method of manufacturing the same
CN110369594B (en) Forming method for manufacturing integral rear axle housing part
JP2007075844A (en) Hydrostatic bulged product, and its hydrostatic bulging method
JP6331450B2 (en) Manufacturing method of molded article, disk for automobile wheel and die for hydraulic bulge processing
JP7135925B2 (en) Manufacturing method of bulge molding
JP4631541B2 (en) Hydroforming apparatus for metal plate, hydroforming method therefor, and molded product using them
JP4367936B2 (en) Opposed hydraulic forming method
JP5034281B2 (en) Hydraulic forming equipment for laminated plate materials
JP4502110B2 (en) Hydraulic bulge processing apparatus and hydraulic bulge processing method for metal plate
JP5018861B2 (en) Hydraulic bulge processing apparatus and hydraulic bulge processing method
JP5194611B2 (en) Press forming method of plate material and press formed product
CN201300559Y (en) Hydroforming mould device
JP2005059047A (en) Hydraulic forming method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121011

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20121011

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130812

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20140411

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140520

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140812

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140825

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5614361

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees